JP3928717B2 - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の制御装置として、例えば、下記特許文献１に開示された技術が知られている。下記特許文献１に開示された内燃機関の燃料噴射量制御装置は、吸気通路壁面、燃焼室壁面等への各燃料付着量を燃料挙動シミュレーションモデル（燃料付着モデル）に基づいて推定し、推定した各燃料付着量に応じて噴射すべき燃料の量を決定するようになっている。また、この制御装置は、前記燃料挙動シミュレーションモデルで使用する吸気通路壁面等への各燃料付着率と吸気通路壁面等に付着した燃料の各燃料残留率とを、燃料性状（比重等）に応じて可変とすることにより、各燃料付着量の推定を一層正確に行い、より適正な燃料噴射量を決定するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１５３５３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関（例えば、レシプロエンジン）が、各構成部品の温度が雰囲気温度まで低下している状態にて始動されたときから完全に暖機するまでの間（以下、「完全暖機前の状態」と称呼する。）においては、インジェクタから噴射された燃料が霧化（気化）されにくく燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合が多くなる。
【０００５】
また、完全暖機前の状態では、通常、ピストンの外壁面とシリンダの内壁面との間の隙間が完全暖機後よりも大きくなっている。従って、この場合、燃焼室内で液滴の状態となっている燃料が上記隙間に介在するエンジンオイルに混入し、その後、同エンジンオイルと共にクランクケース内へ漏出するという現象が発生しやすくなる。このようにしてエンジンオイルに混入した液滴燃料は、燃焼室内における燃焼に使用されない。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、上述したように各部位への燃料付着現象が考慮されているものの、かかる燃料のエンジンオイルへの混入・クランクケース内への漏出現象が考慮されずに燃料噴射量が決定されている。従って、エンジンオイルに混入した燃料分だけ燃焼室内で燃焼に使用できる燃料の量が不足して機関の空燃比が狙いとする空燃比よりもリーン空燃比となり、この結果、特に完全暖機前の状態において、窒素酸化物（ＮＯｘ）等のエミッションの排出量が増大し、また、ドライバビリティが悪化する場合があるという問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、特に、完全暖機前の状態においても、燃料噴射量を適正な量になるように決定し得る内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【０００８】
【本発明の概要】
本発明の特徴は、固定部材と、同固定部材内において同固定部材に対し潤滑剤が介在する所定の隙間を介して周期的に移動する移動部材とを備え、少なくとも同固定部材と同移動部材とにより燃焼室を形成する内燃機関に適用される内燃機関の燃料噴射量制御装置が、前記燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃焼室内から前記所定の隙間に介在する潤滑剤に混入して同燃焼室内における燃焼に使用されない燃料の量を隙間内混入燃料量として推定する隙間内混入燃料量推定手段と、少なくとも前記推定された隙間内混入燃料量に基いて前記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段とを備えたことにある。
【０００９】
この場合、前記隙間内混入燃料量推定手段は、前記燃焼室内に流入した燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を表す液滴燃料割合と、前記液滴の状態となっている燃料のうち前記所定の隙間に介在する潤滑剤に混入する燃料の割合を表す隙間内混入率とを用いて前記隙間内混入燃料量を推定するように構成されることが好適である。
【００１０】
これによれば、燃焼室内に流入した（液滴）燃料のうち、同燃焼室内から、固定部材（例えば、シリンダブロック）と移動部材（例えば、シリンダブロック内で往復運動するピストン）とにより形成される所定の隙間（例えば、シリンダの内壁面とピストンの外壁面とにより形成される隙間）に介在する潤滑剤（例えば、エンジンオイル）に混入して同燃焼室内における燃焼に使用されない燃料の量が隙間内混入燃料量として推定され、少なくともかかる推定された隙間内混入燃料量に基いて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量が決定される。
【００１１】
従って、燃焼室中の（液滴）燃料の潤滑剤への混入現象が発生しやすい完全暖機前の状態において、燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量が、上記した燃料の潤滑剤への混入現象が考慮されない場合に比して上記隙間内混入燃料量分だけ多めに決定され得るので、完全暖機前の状態においても、燃料噴射量が適正な量になるように決定され、機関の空燃比を狙いとする空燃比に調整することが可能となる。
【００１２】
上記内燃機関の燃料噴射量制御装置においては、前記燃料噴射手段が前記燃焼室に接続された吸気通路内に燃料を噴射するように構成される場合、前記吸気通路を構成する部材への燃料付着量を推定する燃料付着量推定手段を備え、前記燃料噴射量決定手段は、さらに前記推定された吸気通路構成部材への燃料付着量に基いて前記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成されることが好適である。ここにおいて、前記吸気通路を構成する部材は、吸気管（インテークマニホールド）、吸気弁（特に、吸気弁の背面）、吸気通路に設けられるＳＣＶ等の吸気制御弁を含んでよい。
【００１３】
燃焼室に接続された吸気通路内に燃料が噴射される場合、機関の運転状態に応じて同噴射された燃料の一部が吸気通路構成部材に付着する。従って、かかる燃料付着現象が考慮されないと燃焼室内に流入する燃料の量が正確に推定され得ない。
【００１４】
これに対して、上記のように、吸気通路構成部材への燃料付着量を推定し、上記隙間内混入燃料量のみならず前記燃料付着量にも基いて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成すれば、吸気通路構成部材への燃料付着現象が考慮されて燃焼室内に流入する燃料量が適正に推定され得るとともに、さらに、適正に推定された量の燃焼室内流入（液滴）燃料の潤滑剤への混入現象が考慮されて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量が決定されるので、より一層燃料噴射量が適正な量になるように決定され得る。
【００１５】
また、上記いずれかの内燃機関の燃料噴射量制御装置が適用される内燃機関が、前記燃焼室内から前記所定の隙間を介して前記潤滑剤を貯留する貯留室内に漏出した燃料のうちの気化燃料を同燃焼室に再流入させるための還元用通路を備えている場合においては、上記いずれかの内燃機関の燃料噴射量制御装置が、前記還元用通路を介して前記燃焼室内に再流入する前記気化燃料の量を燃焼室内再流入燃料量として推定する再流入燃料量推定手段を備え、前記燃料噴射量決定手段は、さらに前記推定された燃焼室内再流入燃料量に基いて前記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成されることが好適である。
【００１６】
内燃機関が、燃焼室内から上記所定の隙間を介して潤滑剤を貯留する貯留室内（例えば、クランクケース内）に漏出した燃料のうちの気化燃料を同燃焼室に再流入させるための還元用通路を備えている場合（所謂ブローバイガス還元装置を備えている場合）、上記のように完全暖機前の状態における燃料の潤滑剤（例えば、エンジンオイル）への混入・貯留室内（例えば、クランクケース内）への漏出現象により貯留室内に貯留されている潤滑剤中に混入した（液滴）燃料は、例えば、機関が完全暖機した後に気化することにより還元用通路を介して燃焼室内に再流入する。従って、かかる燃焼室内への再流入現象が考慮されないと完全暖機後に燃焼室内に流入する燃料の量（総量）が正確に推定され得ない。
【００１７】
これに対して、上記のように、還元用通路を介して燃焼室内に再流入する気化燃料の量を燃焼室内再流入燃料量として推定し、上記隙間内混入燃料量のみならず前記燃焼室内再流入燃料量にも基いて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成すれば、上記燃焼室内への再流入現象が考慮されて特に完全暖機後に燃焼室内に流入する燃料量が適正に推定され得るとともに、さらに、適正の推定された量の燃焼室内流入燃料の潤滑剤への混入現象が考慮されて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量が決定されるので、特に完全暖機後において、より一層燃料噴射量が適正な量になるように決定され得る。
【００１８】
また、上記いずれかの内燃機関の燃料噴射量制御装置においては、前記潤滑剤を貯留する貯留室内に貯留されている潤滑剤中に混入している前記燃焼室内から前記所定の隙間を介して漏出した燃料の燃料濃度を取得する燃料濃度取得手段と、前記燃料濃度が所定値以上のとき、前記燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を減少させるための特定処理を行う特定処理実行手段とを備えるように構成されることが好適である。
【００１９】
ここにおいて、前記特定処理は、燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を減少させるための処理であって、例えば、燃料噴射手段（例えば、インジェクタ）を加熱して噴射される燃料の気化を促進する処理、又は燃料噴射手段に加わる燃料圧力を高圧にして噴射される燃料の微粒子化（霧化）を促進する処理等のように、燃料噴射手段から噴射された時点での燃料のうちの液滴燃料の割合を減少させる処理であっても、例えば、吸気弁閉時（吸気弁が開弁している状態から閉弁する時）に燃料を噴射して次の吸気弁開時（吸気弁が閉弁している状態から開弁する時）まで吸気弁近傍の吸気管内に同燃料を保持しておき、同吸気管等の熱により十分に気化した後の同燃料を同次の吸気弁開時に燃焼室内に流入させる処理であってもよく、これらに限定されない。
【００２０】
上記のように完全暖機前の状態における燃焼室内の（液滴）燃料が多量に貯留室内（例えば、クランクケース内）へ漏出して同貯留室内に貯留されている潤滑剤（例えば、エンジンオイル）に混入すると、同潤滑剤が混入した燃料により希釈化されてその潤滑作用が低下することで機関の運転が円滑に継続できなくなる事態が発生し得る。
【００２１】
従って、上記のように、貯留室内に貯留されている潤滑剤中に混入している漏出した燃料の燃料濃度を取得し、同燃料濃度が所定値以上のとき、燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を減少させるための特定処理を行うように構成すれば、燃料濃度が所定値以上になった時点以降、燃焼室内から潤滑剤に混入して同潤滑剤とともに貯留室内に漏出しやすい液滴状態の燃料の同燃焼室内への流入量が減少するので、潤滑剤中の燃料濃度が過度に増大することを防止でき、この結果、潤滑剤が混入した燃料により過度に希釈化されることが防止できるので、機関の運転が円滑に継続できなくなる事態の発生が防止され得る。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明すると、図１は、同制御装置を火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。
【００２３】
この内燃機関１０は、シリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。
【００２４】
シリンダブロック部２０は、固定部材としてのシリンダブロック２１、移動部材としてのピストン２２、コンロッド２３、及びクランク軸２４を含んでいる。シリンダブロック２１は、その上方側にシリンダ２１ａを、その下方側にそのスカート部とオイルパンとにより囲まれた貯留室としてのクランクケース２１ｂをそれぞれ形成している。
【００２５】
ピストン２２はシリンダ２１内を周期的に往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１の円筒内壁面とピストン２２の円筒外壁面との間にはピストン２２が円滑に往復動し得るように隙間（所定の隙間）が形成されていて、同隙間内には潤滑剤としての所定量のエンジンオイルが介在するようになっている。また、シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、固定部材としてのシリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成していて、燃焼室２５内に流入した燃料（特に、液滴の状態となっている燃料）は、その一部が前記隙間に介在するエンジンオイルに混入して燃焼室２５内における燃焼に使用されない。
【００２６】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８、及び燃料を吸気ポート３１内（燃焼室２５に接続された吸気通路内）に噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）３９を備えている。
【００２７】
吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し同吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットルバルブ４３、スワールコントロールバルブ（以下、「ＳＣＶ」と称呼する。）４４、及び還元用通路４５を備えている。
【００２８】
スロットルバルブ４３は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ４３ａにより吸気管４１内で回転駆動されるようになっている。ＳＣＶ４４は、前記スロットルバルブ４３よりも下流で前記インジェクタ３９よりも上流の位置にて前記吸気管４１に対し回動可能に支持されるとともに、ＤＣモータからなるＳＣＶアクチュエータ４４ａにより回転駆動されるようになっている。
【００２９】
還元用通路４５は、クランクケース２１ｂとインジェクタ３９近傍の吸気管４１とを連通する連通路であって、燃焼室２５内から上記隙間を介してクランクケース２１ｂ内に漏出した燃料のうちの気化燃料を燃焼室２５内に再流入させるために形成されている。なお、本明細書においては、インテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気ポート３１、吸気弁３２、及びＳＣＶ４４等を吸気通路を構成する部材（吸気通路構成部材）と称呼する。
【００３０】
図２は、一つの気筒（特定の気筒）の燃焼室２５、及び同燃焼室２５の近傍部分の概略平面図である。図２に示したように、前記吸気ポート３１は、実際には各気筒に一対ずつ設けられた吸気ポート３１ａ，３１ｂからなっている。吸気ポート３１ａは、燃焼室２５内にスワール（旋回流）を発生させるようにヘリカル状に形成され所謂スワールポートを構成し、吸気ポート３１ｂは所謂ストレートポートを構成している。
【００３１】
吸気管４１のサージタンクから各燃焼室２５に至る部分（即ち、インテークマニホールドの一部）には、吸気管４１の長手方向に沿って伸びる隔壁４１ａが形成されていて、これにより吸気管４１は吸気ポート３１ａに連通する第１インテークマニホールド４６と、吸気ポート３１ｂに連通する第２インテークマニホールド４７とに区画されている。前記ＳＣＶ４４は、この第２インテークマニホールド４７内において回動可能に支持され、第２インテークマニホールド４７の開口断面積を変更し得るようになっている。
【００３２】
また、隔壁４１ａの適宜個所には第１，第２インテークマニホールド４６，４７を連通する連通路４１ｂが形成されていて、前記インジェクタ３９は同連通路４１ｂの近傍位置に固定され、吸気ポート３１ａ，３１ｂに向けて燃料を噴射するようになっている。このとき、インジェクタ３９から噴射された燃料は、その一部が前記吸気通路構成部材に付着する。
【００３３】
再び図１を参照すると、排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１に接続されたエキゾーストパイプ５２、及びエキゾーストパイプ５２に介装された触媒コンバータ（三元触媒装置）５３を備えている。
【００３４】
一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、吸気温センサ６２、大気圧センサ（スロットルバルブ上流圧力センサ）６３、スロットルポジションセンサ６４、SCV開度センサ６５、カムポジションセンサ６６、クランクポジションセンサ６７、水温センサ６８、Ｏ2センサ６９、及びアクセル開度センサ８１を備えている。
【００３５】
エアフローメータ６１は、概略斜視図である図３に示したように、吸気管４１内を流れる吸入空気の一部をバイパスさせるバイパス通路と、このバイパス通路にバイパスされた吸入空気の質量流量を計測する熱線計量部６１ａと、計測された質量流量に応じた電圧Vgを出力する信号処理部６１ｂとからなっている。熱線計量部６１ａは、その拡大斜視図である図４に示したように、白金熱線からなる吸気温計測用抵抗（ボビン部）６１ａ１と、同吸気温計測用抵抗６１ａ１を前記信号処理部６１ｂに連結して保持するサポート部６１ａ２と、加熱用抵抗（ヒータ）６１ａ３と、同加熱用抵抗６１ａ３を前記信号処理部６１ｂに連結して保持するサポート部６１ａ４とを備えている。信号処理部６１ｂは、吸気温計測用抵抗６１ａ１と加熱用抵抗６１ａ３とで構成されたブリッジ回路を備え、このブリッジ回路により吸気温計測用抵抗６１ａ１と加熱用抵抗６１ａ３との温度差を常に一定に維持するように同加熱用抵抗６１ａ３に供給する電力を調整するとともに、この供給する電力を前記電圧Vgに変換して出力するようになっている。
【００３６】
吸気温センサ６２は、エアフローメータ６１内に備えられていて、吸入空気の温度を検出し、吸気温度THAを表す信号を出力するようになっている。大気圧センサ６３は、スロットルバルブ４３の上流の圧力（即ち、大気圧）を検出し、スロットルバルブ上流圧力Paを表す信号を出力するようになっている。スロットルポジションセンサ６４は、スロットルバルブ４３の開度を検出し、スロットルバルブ開度TAを表す信号を出力するようになっている。SCV開度センサ６５は、ＳＣＶ４４の開度を検出し、ＳＣＶ開度θivを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ６６は、インテークカムシャフトが９０°回転する毎に（即ち、クランク軸２４が１８０°回転する毎に）一つのパルスを有する信号（Ｇ２信号）を発生するようになっている。クランクポジションセンサ６７は、クランク軸２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度Neを表す。水温センサ６８は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。Ｏ2センサ６９は、触媒コンバータ５３に流入する排ガス中の酸素濃度に応じた信号（空燃比が理論空燃比よりもリッチであるか、又はリーンであるかを示す信号）を出力するようになっている。アクセル開度センサ８１は、運転者によって操作されるアクセルペダル８２の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００３７】
電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するプログラム、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４、及びＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース７５は、前記センサ６１〜６９，８１と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６９，８１からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、インジェクタ３９、スロットルバルブアクチュエータ４３ａ、及びＳＣＶアクチュエータ４４ａに駆動信号を送出するようになっている。
【００３８】
次に、上記のように構成された燃料噴射量制御装置による物理モデルを用いて、機関の空燃比を設定空燃比とするために必要とされる要求燃焼燃料量fcbを決定する方法について説明する。以下に述べる処理は、ＣＰＵ７１がプログラムを実行することによりなされる。
【００３９】
（要求燃焼燃料量fcbの決定方法の概要）
この燃料噴射量制御装置は、吸気行程にある気筒の吸気弁３２が閉じる前に同気筒に対して燃料を噴射しなければならないので、吸気弁３２が閉じた時点で（即ち、吸気弁閉時に）同気筒内に吸入されているであろう吸入空気量（筒内（燃焼室内）吸入空気量）を予測する必要がある。一方、吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDは、燃焼室２５に吸入されている空気量と比例関係にある。従って、吸気管圧力PMFWDを予測することができれば、実際の筒内吸入空気量を推定することができる。
【００４０】
そこで、本燃料噴射量制御装置は、吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDを予測・推定し、推定した吸気管圧力PMFWDを一気筒の排気量と空気密度の積で除することにより一気筒当たりの吸入空気量に相当する値KLFWDを求め、下記数１に基づいて要求燃焼燃料量fcbを決定する。数１において、Kは設定空燃比に応じて変化する係数である。
【００４１】
【数１】
fcb ＝K・KLFWD
【００４２】
なお、エアフローメータ６１の出力電圧Vgと吸入空気量mtAFMとの関係を規定した図５に示したVg−mtAFM変換テーブルと、エアフローメータ６１の実際の出力電圧Vgとに基づいて現時点での吸入空気量mtAFMを求め、下記数２により要求燃焼燃料量fcbを簡易的に求めてもよい。
【００４３】
【数２】
fcb ＝K・mtAFM
【００４４】
上記数１により要求燃焼燃料量fcbを求める本実施形態の燃焼噴射量制御装置は、以下のようにして吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDを予測する。即ち、図６に示したように、吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASを予測するとともに、同予測したスロットルバルブ開度TAS及びエンジン回転速度Ne等から吸気弁閉時の吸気管圧力Pm１を所定のモデルを用いて推定する。また、現時点においてスロットルポジションセンサ６４が検出する実際のスロットルバルブ開度TARとエンジン回転速度Ne等に基づき、エアフローメータ６１が現時点で出力するであろう値を推定し、この推定値に基づいて現時点の吸気管圧力Pm２を推定する。同時に、現時点においてエアフローメータ６１の実際の出力電圧Vgに基づいて現時点の吸気管圧力Pm３を推定する。最後に、下記数３にしたがって吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDを求める。これにより、スロットルバルブ開度の予測値TASに基づく推定値である吸気管圧力Pm１に含まれる定常的な誤差を、エアフローメータ６１の実際の出力電圧Vgにより補正し、吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDを精度良く推定する。
【００４５】
【数３】
PMFWD＝Pm３＋（Pm１−Pm２）
【００４６】
なお、スロットルバルブ開度が一定に維持されていて内燃機関１０が定常状態にある場合、吸気管圧力Pm１と吸気管圧力Pm２は等しくなるので、上記数３から理解されるように、吸気管圧力PMFWDは吸気管圧力Pm３と等しくなる。換言すると、定常運転状態では、実質的にエアフローメータ６１の出力電圧Vgに基づいて吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDが決定されることになる。
【００４７】
以下、各吸気管圧力Pm１，Pm２，Pm３の推定方法について、同推定に使用するモデルとともに説明する。
【００４８】
（Pm１の求め方）
図７に示したように、吸気管圧力Pm１は電子制御スロットルモデルＭ１、スロットルモデルＭ２、吸気弁モデルＭ３、及びインテークマニホールドモデルＭ４により推定される。
【００４９】
（１）電子制御スロットルモデルＭ１
電子制御スロットルモデルＭ１は、現時点までのアクセルペダル操作量Accpに基づいて吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASを推定するモデルである。本実施形態においては、スロットルバルブ電子制御ロジックＡ１にて、アクセル開度センサ８１により検出されたアクセルペダル操作量Accpと、図８に示したアクセルペダル操作量Accpと目標スロットルバルブ開度θｒとの関係を規定するテーブルとに基づいて暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１が求められ、この暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１を所定時間Ｔ（例えば、６４msec）だけ遅延させた値が最終的な目標スロットルバルブ開度θｒとして決定される。そして、スロットルバルブ電子制御ロジックＡ１（電気制御装置７０）は、実際のスロットルバルブ開度TAが目標スロットルバルブ開度θｒとなるようにスロットルバルブアクチュエータ４３ａに対して駆動信号を送出する。
【００５０】
このように、目標スロットルバルブ開度θｒは、現時点から所定時間Ｔだけ前の時点におけるアクセルペダル操作量Accpに応じて決定されるから、現時点から吸気弁閉時までの時間をｔとすると、吸気弁閉時の目標スロットルバルブ開度θｒは、現時点から時間（Ｔ−ｔ）前における暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１と等しい。また、目標スロットルバルブ開度θｒは、スロットルバルブアクチュエータ４３ａの作動遅れ時間を無視すれば、スロットルバルブ開度TASと等しい。このような考えに基づき、電子制御スロットルモデルＭ１は、検出されるエンジン回転速度Neと、内燃機関１０の運転状態に応じて別途定められる吸気弁の開閉タイミング（進角量）VT（上記信号Neと上記Ｇ２信号とにより求めた実際の開閉タイミングVTでも良い。）と等に基づいて現時点から吸気弁閉時までの時間ｔを求め、同時間ｔと、現時点から所定時間Ｔだけ前の時点から現時点までのアクセルペダル操作量Accp（又は、暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１）の変化の経緯とに基づいて吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASを推定する。なお、スロットルバルブアクチュエータ４３ａの作動遅れ時間を考慮に加えて、吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASを推定してもよい。
【００５１】
（２）スロットルモデルＭ２
スロットルモデルＭ２は、スロットルバルブ４３を通過する空気量（スロットル通過空気量）mtを、エネルギー保存則、運動量保存則、質量保存則、及び状態方程式に基づいて得られた下記数４及び下記数５に基づいて推定するモデルである。下記数４及び下記数５において、μは流量係数、Ａtはスロットル開口面積、νはスロットルバルブ４３を通過する空気の流速、Paはスロットルバルブ上流圧力、Pmは吸気管圧力、Taは吸気温度、ρmは吸気密度、Ｒは気体定数、及びκは比熱比（以下、κを一定値として扱う。）である。
【００５２】
【数４】
mt＝μ・Ａt・ν・ρm＝μ・Ａt・｛Pa/(Ｒ・Ta)1/2｝・Φ（Pm/Pa)
【００５３】
【数５】
【００５４】
ここで、上記数４は、k1を所定の係数（＝μ・Ａt・｛Pa/(Ｒ・Ta)1/2｝）、mtsを吸気弁閉時のスロットル通過空気量とするとき下記数６に書き換えられる。また、数６において、内燃機関１０が定常状態にある場合（スロットルバルブ開度が一定である場合）のスロットル通過空気量をmtsTA、及び吸気管圧力をPmTAとすると、下記数７が得られるので、数６及び数７から係数k1を消去して下記数８を得ることができる。
【００５５】
【数６】
mts＝k1・Φ（Pm/Pa）
【００５６】
【数７】
mtsTA＝k1・Φ（PmTA/Pa）
【００５７】
【数８】
mts＝｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝・Φ（Pm/Pa）
【００５８】
上記数８の右辺における値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝は、スロットルバルブ開度TAが一定であるときの吸入空気流量（スロットル通過空気量）に関する値であり、スロットルバルブ開度TA、エンジン回転速度Ne、吸気弁の開閉タイミングVT、及びスロットルバルブ上流圧力Paが決定されると、実質的に一意に定まる値である。スロットルモデルＭ２は、スロットルバルブ開度TA、エンジン回転速度Ne、吸気弁の開閉タイミングVT、及びスロットルバルブ上流圧力Paと、値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝との関係を規定したテーブルをＲＯＭ７２内に記憶していて、このテーブルと吸気弁閉時の推定スロットルバルブ開度TAS、実際のエンジン回転速度Ne、実際の吸気弁の開閉タイミングVT、及び実際のスロットルバルブ上流圧力Paとに基づいて値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝を求める。
【００５９】
また、数８の右辺における値Φ（Pm/Pa）は、上記数５から理解されるように、比熱比κが一定であるとき、吸気管圧力Pmとスロットルバルブ上流圧力Paにより決定される値である。スロットルモデルＭ２は、吸気管圧力Pm及びスロットルバルブ上流圧力Paと、値Φ（Pm/Pa）との関係を規定したテーブルをＲＯＭ７２内に記憶していて、このテーブルと、後述するインテークマニホールドモデルＭ４が現時点で既に演算している最新の吸気管圧力Pm、及び実際のスロットルバルブ上流圧力Paとに基づいて値Φ（Pm/Pa）を求める。以上により、吸気弁閉時のスロットル通過空気量mtsが求められる。
【００６０】
（３）吸気弁モデルＭ３
吸気弁モデルＭ３は、吸気管圧力Pm、吸気管内温度Tm、及び吸気温度THA等から筒内吸入空気流量mcを推定するモデルである。吸気弁閉時の気筒内圧力は吸気弁３２の上流の圧力、即ち吸気弁閉時の吸気管圧力Pmとみなすことができるので、筒内吸入空気流量mcは吸気弁閉時の吸気管圧力Pmに比例する。そこで、吸気弁モデルＭ３は筒内吸入空気流量mcを、経験則に基づく下記数９にしたがって求める。
【００６１】
【数９】
mc＝（THA/Tm）・（ｃ・Pm−ｄ）
【００６２】
数９において、値ｃは比例係数、値ｄは筒内に残存していた既燃ガス量である。吸気弁モデルＭ３は、エンジン回転速度Ne、及び吸気弁の開閉タイミングVTと、比例係数ｃ、及び既燃ガス量ｄとの関係をそれぞれ規定するテーブルをＲＯＭ７２内に格納していて、実際のエンジン回転速度Neと、実際の吸気弁の開閉タイミングVTと前記格納しているテーブルとから比例係数ｃ、及び既燃ガス量ｄを求める。また、吸気弁モデルＭ３は、演算時点において、後述するインテークマニホールドモデルＭ４により既に推定されている直前（最新）の吸気弁閉時の吸気管圧力Pmと直前の吸気管内空気温度Tmとを上記数９に適用し、吸気弁閉時の筒内吸入空気流量mcを推定する。
【００６３】
（４）インテークマニホールドモデルＭ４
インテークマニホールドモデルＭ４は、質量保存則とエネルギー保存則とにそれぞれ基づいた下記数１０及び下記数１１にしたがって、吸気弁閉時の吸気管圧力Pmと、吸気弁閉時の吸気管内温度Tmとを求める。なお、Ｖは吸気管の容積、Ｒは気体定数、mtはスロットル通過空気量、Taはスロットルバルブ通過空気温度（即ち、吸気温度THA）である。
【００６４】
【数１０】
dPm/dt＝κ・(Ｒ/Ｖ)・(mt・Ta−mc・Tm)
【００６５】
【数１１】
d(Pm/Tm）/dt＝(Ｒ/Ｖ)・(mt−mc)
【００６６】
図７に示したように、インテークマニホールドモデルＭ４は、スロットルモデルＭ２により推定されたスロットル通過空気量mtsを上記数１０，数１１におけるスロットル通過空気量mtとして使用し、吸気弁モデルＭ３により推定された吸気弁閉時の筒内吸入空気流量mcを上記数１０，数１１の筒内吸入空気流量mcとして使用する。このインテークマニホールドモデルＭ４により推定された吸気管圧力Pmが、前記吸気弁閉時の推定吸気管圧力Pm１となる。
【００６７】
（Pm２の求め方）
上記エアフローメータ６１が現時点で出力するであろう値に基づく吸気管圧力Pm２は、上記スロットルモデルＭ２と同じモデルであるスロットルモデルＭ５、エアフローメータモデルＭ６、上記吸気弁モデルＭ３と同じ吸気弁モデルＭ７、及び上記インテークマニホールドモデルＭ４と同じインテークマニホールドモデルＭ８により求められる。
【００６８】
（５）スロットルモデルＭ５
具体的に述べると、スロットルモデルＭ５は、上記数８を書換えた下記数１２に従って、現時点におけるスロットル通過空気量mtTHRを推定する。
【００６９】
【数１２】
mtTHR＝｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝・Φ（Pm/Pa）
【００７０】
スロットルモデルＭ５は、上記数１２の右辺における値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝を、スロットルバルブ開度TA、エンジン回転速度Ne、吸気弁の開閉タイミングVT、及びスロットルバルブ上流圧力Paと、値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝との関係を規定した前記テーブルと、スロットルポジションセンサ６４が実際に検出したスロットルバルブ開度TA（以下、「実スロットルバルブ開度TAR」と称呼する。）、実際のエンジン回転速度Ne、実際の又は計算された吸気弁の開閉タイミングVT、及び実際のスロットルバルブ上流圧力Paとに基づいて求める。
【００７１】
また、スロットルモデルＭ５は、数１２の右辺における値Φ（Pm/Pa）を、吸気管圧力Pm及びスロットルバルブ上流圧力Paと値Φ（Pm/Pa）との関係を規定した前記テーブルと、後述するインテークマニホールドモデルＭ８が既に計算している最新の吸気管圧力PmR、及び実際のスロットルバルブ上流圧力Paとに基づいて求める。以上により、現時点におけるスロットル通過空気量mtTHRが求められる。
【００７２】
（６）エアフローメータモデルＭ６
エアフローメータモデルＭ６は、スロットル通過空気量が所定の量αである場合に、エアフローメータ６１が出力するであろう値を推定し、この推定値に基づいてスロットル通過空気量mtRを推定するモデルである。この場合、上記所定の量αは、スロットルモデルＭ５が推定したスロットル通過空気量mtTHRである。
【００７３】
エアフローメータモデルＭ６は、先ず、スロットル通過空気量mtTHRに対する完全放熱量W1，W2を、同完全放熱量W1，W2とスロットル通過空気量mtとの関係を規定するテーブルと、前記求められたスロットル通過空気量mtTHRとに基づいて求める。完全放熱量W1、及び完全放熱量W2は、図３に示した熱線計量部６１ａのボビン部６１ａ１、及び同熱線計量部６１ａのサポート部６１ａ２にそれぞれ対応した放熱遅れを含まない放熱量である。
【００７４】
次に、エアフローメータモデルＭ６は、ボビン部６１ａ１、及びサポート部６１ａ２にそれぞれ対応する放熱量であり、完全放熱量W1，W2に対してそれぞれ一次遅れの特性を有する応答遅れを含む放熱量（応答放熱量）w1,w2を下記数１３及び下記数１４にしたがって求める。数１３，数１４における添え字ｉは今回の演算値、添え字ｉ−1は前回の演算値を表し、Δｔは前回の演算値を求めてから今回の演算値を求めるまでの時間である。
【００７５】
【数１３】
w1i＝Δｔ・（W1i−w1i-1）／τ１＋w1i-1
【００７６】
【数１４】
w2i＝Δｔ・（W2i−w2i-1）／τ２＋w2i-1
【００７７】
上記数１３，数１４において、τ１、及びτ２は、ボビン部６１ａ１、及びサポート部６１ａ２にそれぞれ対応する上記一次遅れ特性の時定数であり、下記数１５及び下記数１６により求められる。数１５，数１６中の値k10,k20、及び値m1，m2は、実験的に求められた値である。また、値ｕはエアフローメータ６１の熱線計量部６１ａにバイパスされた単位断面積当たりの通過空気量であり、図５に示したエアフローメータ６１の出力電圧Vgと実測された吸入空気量mtAFMとの関係を規定するVg−mtAFM変換テーブルと、エアフローメータ６１の実際の出力電圧Vgとに基づいて求められた吸入空気量mtAFMを、前記熱線計量部６１ａのバイパス流路断面積Ｓで除した値（mtAFM/Ｓ）である。
【００７８】
【数１５】
τ１＝k10・ｕm1
【００７９】
【数１６】
τ２＝k20・ｕm2
【００８０】
そして、エアフローメータモデルＭ６は、応答放熱量w1,w2の和（w1＋w2）とエアフローメータ６１が出力するであろう値に基づくスロットル通過空気量mtRとの関係を規定した図９に示したテーブルと、上記数１３〜数１６により求められた応答放熱量w1,w2の和（w1＋w2）とに基づいて、現時点でエアフローメータ６１が出力するであろう値に基づくスロットル通過空気量mtRを求める。
【００８１】
（７）吸気弁モデルＭ７
吸気弁モデルＭ７は、上記吸気弁モデルＭ３と同様に、上記数９にしたがって現時点における筒内吸入空気流量mcRを求める。但し、吸気弁モデルＭ７は、後述するインテークマニホールドモデルＭ８により既に求めらている現時点の吸気管圧力PmR、及び現時点の吸気管内温度TmRを、上記数９における吸気管圧力Pm、及び吸気管内温度Tmに適用する等、必要なパラメータを全て現時点のものとして数９の計算を行う。
【００８２】
（８）インテークマニホールドモデルＭ８
インテークマニホールドモデルＭ８は、インテークマニホールドモデルＭ４と同様に、上記数１０，数１１を用いて現時点における吸気管圧力Pmを求める。但し、インテークマニホールドモデルＭ８は、上記エアフローメータモデルＭ６により求められたスロットル通過空気量mtR、及び上記吸気弁モデルＭ７により求められた現時点における筒内吸入空気流量mcRを、それぞれ数１０，数１１におけるスロットル通過空気量mt、及び筒内吸入空気流量mcとして使用する。このインテークマニホールドモデルＭ８により推定されたPmが、前記エアフローメータ６１が現時点で出力するであろう値に基づく吸気管圧力Pm２となる。
【００８３】
（Pm３の求め方）
上記エアフローメータ６１の現時点における実際の出力電圧Vgに基づく吸気管圧力Pm３は、上記インテークマニホールドモデルＭ４，Ｍ８と同じモデルであるインテークマニホールドモデルＭ９により求められる。
【００８４】
（９）インテークマニホールドモデルＭ９
具体的に述べると、インテークマニホールドモデルＭ９は、エアフローメータ６１の出力電圧Vgと図５に示したVg−mtAFM変換テーブルとにより求められる現時点の実測された吸入空気量mtAFMを上記数１０，数１１におけるスロットル通過空気量mtとして使用するとともに、上記吸気弁モデルＭ７により求められた現時点での筒内吸入空気流量mcRを同数１０，数１１の筒内吸入空気流量mcとして使用し、吸気管圧力Pmを求める。このインテークマニホールドモデルＭ９により推定された吸気管圧力Pmが、エアフローメータ６１の現時点における実際の出力電圧Vgに基づく吸気管圧力Pm３となる。以上により、吸気管圧力Pm１〜Pm３が求められ、上記数１及び数３にしたがって要求燃焼燃料量fcbが求められる。
【００８５】
（燃料付着量fw，隙間内混入燃料量fmix，燃焼室内再流入燃料量fcrの各推定方法、及び燃料噴射量fiの決定方法の概要）
次に、本燃料噴射量制御装置が行う燃料付着量fw，隙間内混入燃料量fmix，燃焼室内再流入燃料量fcrの各推定方法、及び燃料噴射量fiの決定方法の概要について図１０を参照しつつ説明する。以下、各種変数の末尾に付された添え字kは今回の演算値（今回の吸気行程に対する値）であることを、添え字k+１は次回の演算値（次回の吸気行程に対する値）であることをそれぞれ示している。
【００８６】
<燃料付着量fwの推定>
まず、吸気通路構成部材への燃料付着量fwの推定について説明すると、特定の気筒に着目した図１０に概念的に示したように、インジェクタ３９から噴射された燃料は、その一部が吸気管４１の壁面部、及び図１０において図示を省略した吸気弁等からなる吸気通路構成部材に付着する。即ち、fiをインジェクタ３９から同特定気筒の一吸気行程に対して噴射される燃料噴射量、fwを吸気通路構成部材に既に付着している燃料付着量、Ppを吸気通路構成部材に既に付着している燃料のうち一吸気行程を経た後に同吸気通路構成部材に付着したまま残留している燃料の割合（吸気通路残留率Pp）、Rpをインジェクタ３９から噴射された前記燃料のうち吸気通路構成部材へ付着する燃料の割合（吸気通路付着率Rp）とすると、今回噴射された燃料のうち吸気通路構成部材に新たに付着する燃料量はRp・fi(k)であり、吸気通路構成部材に既に付着していた燃料のうち同吸気通路構成部材に残留する燃料量はPp・fw(k)であるから、燃料付着量fw(k+1)について下記数１７が成立する。下記数１７は、燃料付着モデルを記述したものであって、この演算を行う手段が燃料付着量推定手段に相当する。
【００８７】
【数１７】
fw(k+1)＝Rp・fi(k)＋Pp・fw(k)
【００８８】
また、一吸気行程において、今回噴射された燃料のうち吸気通路構成部材に付着せず燃焼室２５内（筒内）に直接吸入される燃料量は(1−Rp)・fi(k)となり、吸気通路構成部材に付着していた燃料のうち同吸気通路構成部材から離脱して燃焼室２５内に吸入される燃料量は(1−Pp)・fw(k)となるから、一吸気行程において燃焼室２５内に流入する燃焼室内流入燃料量fc(k)は下記数１８により表すことができる。
【００８９】
【数１８】
fc(k)＝(1−Rp)・fi(k)＋(1−Pp)・fw(k)
【００９０】
<隙間内混入燃料量fmixの推定>
次に、シリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する隙間内混入燃料量fmixの推定について説明すると、上記数１８により表される燃焼室内流入燃料量fc(k)の燃料は、その一部が液滴の状態となっている。即ち、Cを燃焼室内流入燃料量fc(k)の燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合（液滴燃料割合C）とすると、燃焼室内流入燃料量fc(k)内に存在する一吸気行程あたりの液滴燃料量ffl(k)は下記数１９により表すことができる。
【００９１】
【数１９】
ffl(k)＝C・fc(k)
【００９２】
ここで、液滴燃料割合Cは冷却水温THWに応じて変化する値であって、液滴燃料割合Cと冷却水温THWとの関係は、図１１にてグラフにより表されたテーブルに示すとおりである。このように、液滴燃料割合Cの値は、内燃機関１０の冷却水温THWが低いほど大きくなる。これは、冷却水温THWが低いほど燃料が気化されにくいことに基く。従って、例えば、内燃機関１０が完全暖機前の状態にあるときは、冷却水温THWが低いので液滴燃料割合Cが大きい値となる。
【００９３】
上記数１９により表される液滴燃料量ffl(k)の燃料は、その一部が燃焼室２５内における燃焼に使用されずにシリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する。即ち、Rmを液滴燃料量ffl(k)の燃料のうち前記隙間に介在するエンジンオイルに混入する液滴燃料の割合（隙間内混入率Rm）とすると、液滴燃料量ffl(k)の液滴燃料のうち一吸気行程あたりに前記隙間に混入する燃料量である隙間内混入燃料量fmix(k)は下記数２０により表すことができる。上記数１９及び下記数２０は、隙間内混入モデルを記述したものであって、これらの演算を行う手段が隙間内混入燃料量推定手段に相当する。
【００９４】
【数２０】
fmix(k)＝Rm・ffl(k)
【００９５】
ここで、隙間内混入率Rmはエンジン回転速度Neに応じて変化する値であって、隙間内混入率Rmとエンジン回転速度Neとの関係は、図１２にてグラフにより表されたテーブルに示すとおりである。このように、隙間内混入率Rmの値は、内燃機関１０のエンジン回転速度Neが小さいほど大きくなる。これは、エンジン回転速度Neが小さいほど、噴射された燃料が燃焼室２５内に流入してから爆発・燃焼するまでの時間が長く同燃料が上記隙間に混入する機会が多くなることに基く。
【００９６】
また、上記数１８により表される燃焼室内流入燃料量fc(k)の燃料のうち、液滴の状態となっていない燃料（霧化・気化している燃料）は、燃焼室２５内において燃焼に使用され、その一吸気行程あたりの燃料量fcb1は下記数２１により表すことができる。
【００９７】
【数２１】
fcb1＝(1-C)・fc(k)
【００９８】
同様に、上記数１９により表される液滴燃料量ffl(k)の燃料のうち、シリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入しない液滴燃料は、燃焼室２５内において燃焼に使用され、その一吸気行程あたりの液滴燃料量fcb2は下記数２２により表すことができる。
【００９９】
【数２２】
fcb2＝(1-Rm)・ffl(k)
【０１００】
<燃焼室内再流入燃料量fcrの推定>
次に、燃焼室２５内から上記隙間を介してクランクケース２１ｂ内に漏出した液滴燃料が気化することで還元用通路４５を介して燃焼室２５内に再流入する量である燃焼室内再流入燃料量fcrの推定について説明する。まず、foを既に上記シリンダ-ピストン間の隙間内に残存している隙間内残存液滴燃料量、Pmを既に上記隙間内に残存している液滴燃料のうち一吸気行程を経た後にクランクケース２１ｂ内に漏出せず同隙間内に保持されている燃料の割合（隙間内保持率Pm）とすると、今回上記隙間に新たに混入する液滴燃料量は上記隙間内混入燃料量fmix(k)であり、既に上記隙間内に残存している液滴燃料のうち同隙間内に保持されている燃料量はPm・fo(k)であるから、隙間内残存液滴燃料量fo(k+1)について下記数２３が成立する。
【０１０１】
【数２３】
fo(k+1)＝fmix(k)＋Pm・fo(k)
【０１０２】
ここで、隙間内保持率Pmは冷却水温THWに応じて変化する値であって、隙間内保持率Pmと冷却水温THWとの関係は、図１３にてグラフにより表されたテーブルに示すとおりである。このように、隙間内保持率Pmの値は、内燃機関１０の冷却水温THWが低いほど小さくなる。これは、冷却水温THWが低いほど上記シリンダ-ピストン間の隙間が大きくなることに基く。従って、例えば、内燃機関１０が完全暖機前の状態にあるときは、冷却水温THWが低いので隙間内保持率Pmが小さい値となってクランクケース２１ｂ内に漏出する液滴燃料量が増大する。
【０１０３】
また、上記隙間から一吸気行程あたりにクランクケース２１ｂ内に漏出する液滴燃料の量である漏出液滴燃料量fbi(k)は下記数２４により表すことができる。
【０１０４】
【数２４】
fbi(k)＝(1-Pm)・fo(k)
【０１０５】
この漏出液滴燃料量fbi(k)の液滴燃料はクランクケース２１ｂ（オイルパン）内に貯留されている貯留エンジンオイルに混入する。また、貯留エンジンオイルに混入した液滴燃料の一部は、貯留エンジンオイル等の熱により気化して同貯留エンジンオイルから離脱する。従って、fbをクランクケース２１ｂ内の貯留エンジンオイルに既に混入している貯留オイル内液滴燃料量、fboを貯留エンジンオイルから一吸気行程あたりに気化して同貯留エンジンオイルから離脱する気化燃料量とすると、今回貯留エンジンオイルに新たに混入する液滴燃料量は上記漏出液滴燃料量fbi(k)であり、今回貯留エンジンオイルから気化して同貯留エンジンオイルから離脱する燃料量は気化燃料量fbo(k)であるから、貯留オイル内液滴燃料量fb(k+1)について下記数２５が成立する。
【０１０６】
【数２５】
fb(k+1)＝fb(k)＋fbi(k)-fbo(k)
【０１０７】
ここで、上記気化燃料量fbo(k)は、冷却水温THW、及び貯留エンジンオイル中の燃料濃度d(k)に応じて変化する値であって、関数gを用いて下記数２６により表すことができる。燃料濃度d(k)は、下記数２７により表すことができる。
【０１０８】
【数２６】
fbo(k)＝g(THW,d(k))
【０１０９】
【数２７】
d(k)＝fb(k)/Voil
【０１１０】
上記数２６において、関数gは、冷却水温THWが高いほど、また上記燃料濃度d(k)が高いほど大きい値をとる関数である。また、上記数２７において、Voilはクランクケース２１ｂ（オイルパン）内に貯留されている貯留エンジンオイルの量である。上記数２７を利用して燃料濃度d(k)を演算する手段が、燃料濃度取得手段に相当する。
【０１１１】
上記数２６により表される気化燃料量fbo(k)の気化燃料は、所定の関係に基いて還元用通路４５を介して燃焼室２５内に再流入することで燃焼室２５内における燃焼に使用される。ここで、fcrを気化燃料量fbo(k)の気化燃料から一吸気行程あたりに燃焼室２５内に再流入する燃焼室内再流入燃料量とすると、燃焼室内再流入燃料量fcr(k)は、上記気化燃料量fbo(k)，先に説明した数３に基く吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWD,及びエンジン回転速度Neに応じて変化する値であって、関数hを用いて下記数２８により表すことができる。上記数２３〜上記数２７、及び下記数２８は、燃焼室内再流入モデルを記述したものであって、これらの演算を行う手段が再流入燃料量推定手段に相当する。
【０１１２】
【数２８】
fcr(k)＝h(fbo(k),PMFWD,Ne)
【０１１３】
<燃料噴射量fiの決定方法>
次に、一吸気行程あたりにインジェクタ３９から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量fiの決定方法について説明する。上述したように、一吸気行程あたりに燃焼室２５内において燃焼に使用し得る燃焼燃料量fcb(k)は、上記数２１により表される燃料量fcb1と、上記数２２により表される液滴燃料量fcb2と、上記数２８により表される燃焼室内再流入燃料量fcr(k)との合計量であるから、下記数２９により表すことができる。
【０１１４】
【数２９】
fcb(k)＝fcb1+fcb2+fcr(k)＝(1-C)・fc(k)+(1-Rm)・ffl(k)+fcr(k)
【０１１５】
ここで、上記数２９及び数１９からffl(k)を消去した後に得られる式を変形すると、下記数３０を得ることができる。また、上記数１８を変形すると、下記数３１を得ることができる。
【０１１６】
【数３０】
fc(k)＝(fcb(k)-fcr(k))/(1-Rm・C)
【０１１７】
【数３１】
fi(k)＝(fc(k)-(1-Pp)・fw(k))/(1-Rp)
【０１１８】
上記数３１の計算に必要な燃焼付着量fw(k)は上記数１７から順次求めることができ、上記数３１の計算に必要な燃焼室内流入燃料量fc(k)は、上記数３０の燃焼室内流入燃料量fc(k)から得ることができる。また、上記数３０の計算に必要な燃焼室内再流入燃料量fcr(k)は上記数２８等から順次求めることができる。従って、上記数３０の燃焼燃料量fcb(k)を上記数１又は数２により求められる筒内吸入空気量に基づく要求燃料噴射量fcbと置くことにより、上記数３０及び上記数３１に基いて燃料噴射量fi(k)を決定することができる。このように、数３０及び数３１を利用して燃料噴射量fi(k)を演算する手段が、燃料噴射量決定手段を構成する。以上のようにして、燃料噴射量fiが、隙間内混入燃料量fmix、燃料付着量fw、及び燃焼室内再流入燃料量fcrに基いて決定される。
【０１１９】
（燃料噴射時期制御）
次に、本燃料噴射量制御装置が行う燃料噴射時期制御について説明する。先に説明したように、例えば、完全暖機前の状態において燃焼室２５内の液滴燃料が多量にクランクケース２１ｂ内へ漏出して同クランクケース２１ｂ内に貯留されている貯留エンジンオイルに混入すると、同貯留エンジンオイルが混入した液滴燃料により希釈化されてその潤滑作用が低下し、内燃機関１０の運転が円滑に継続できなくなる事態が発生し得る。
【０１２０】
そこで、本装置は、上記数２７により得られる燃料濃度d(k)の値に着目し、同燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1未満となっているとき、貯留エンジンオイルが正常な状態にあると判定し、吸気行程を迎える特定気筒に対する最適な噴射時期毎に、即ち、同特定気筒のクランク角がその気筒の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の角度（例えば、BTDC９０°）になる度に、同特定気筒に対するインジェクタ３９から今回の上記燃料噴射量fi(k)の燃料を噴射する。
【０１２１】
また、本装置は、燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1以上であって、且つ第１閾値dth1より大きい第２閾値dth2未満となっているとき、貯留エンジンオイルの希釈化が或る程度進行していると判定し、エンジン回転速度Neと、内燃機関１０の運転状態に応じて別途定められる吸気弁３２の開閉タイミング（進角量）VT等に基づいて吸気行程を迎える特定気筒に対する吸気弁閉時を算出し、同特定気筒に対する吸気弁閉時毎に同特定気筒に対するインジェクタ３９から今回の上記燃料噴射量fi(k)の燃料を噴射する。このように、吸気弁閉時毎に燃料を噴射する特定処理を行う手段が、特定処理実行手段を構成する。
【０１２２】
これにより、噴射された燃料は、次の吸気弁開時まで吸気弁３２近傍の吸気管４１内に保持されて同吸気管４１等の熱により十分に気化した後、次の吸気弁開時に燃焼室２５内に流入するようになる。従って、燃焼室２５内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合（液滴燃料割合C）が減少し、貯留エンジンオイル中の燃料濃度d(k)が過度に増大することが防止され得る。
【０１２３】
さらに、本装置は、燃料濃度d(k)の値が第２閾値dth2以上となっているとき、貯留エンジンオイルの希釈化が相当程度進行していて内燃機関１０の継続運転が困難であると判定し、燃料噴射を中止して機関を強制的に停止させる。
【０１２４】
（実際の作動）
以下、上記内燃機関の燃料噴射量制御装置の実際の作動について、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）をフローチャートにより示した図１４〜図１７を参照しながら説明する。
【０１２５】
（スロットルバルブ制御）
ＣＰＵ７１は、図１４のスロットルバルブ制御ルーチンの処理を所定時間（２msec）の経過毎にステップ１４００から開始し、ステップ１４０５に進んでアクセルペダル操作量Accpを読み込む。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１４１０に進み、同ステップ１４１０にて図８と同じテーブルを用いることにより上記読み込んだアクセルペダル操作量Accpに基づく暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１を求める。
【０１２６】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１４１５に進んで変数Ｉを「６４」に設定し、続くステップ１４２０にて記憶値θｒ（Ｉ）にθｒ（Ｉ−２）の値を格納する。現時点では、変数Ｉは「６４」であるから、記憶値θｒ（６４）に記憶値θｒ（６２）の値が格納される。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１４２５に進み、変数Ｉが「２」と等しくなったか否かを判定する。この場合、変数Ｉの値は「６４」であるから、ＣＰＵ７１はステップ１４２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１４３０に進み、同ステップ１４３０にて変数Ｉの値を「２」だけ減少し、その後上記ステップ１４２０に戻る。この結果、ステップ１４２０が実行されると、記憶値θｒ（６２）に記憶値θｒ（６０）の値が格納される。このような処理は、変数Ｉの値が「２」となるまで繰り返し実行される。
【０１２７】
その後、ステップ１４３０の処理が繰り返されて変数Ｉの値が「２」となると、ＣＰＵ７１はステップ１４２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４３５に進み、同ステップ１４３５にて前記ステップ１４１０にて求めた現時点における暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１を記憶値θｒ（０）に格納する。以上により、現時点からＩmsec前（０msec≦Ｉmsec≦６４msec）の暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ（Ｉ）(Ｉ＝６４，６２，・・・，４，２，０）がＲＡＭ７３内に記憶されることになる。
【０１２８】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１４４０に進み、同ステップ１４４０にて記憶値θｒ（６４）を最終的な目標スロットルバルブ開度θｒとして設定し、続くステップ１４４５にて実際のスロットルバルブ開度が目標スロットルバルブ開度θｒと等しくなるように、スロットルバルブアクチュエータ４３ａに対し駆動信号を出力し、その後ステップ１４９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【０１２９】
以降においても、上記ルーチンの処理は２msecの経過毎に実行される。この結果、実際のスロットルバルブ開度が、６４msec前のアクセルペダル操作量Accpに基づく目標スロットルバルブ開度θｒと等しくなるように制御される。これにより、上記電子制御スロットルモデルＭ１による吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASの推定が可能となる。
【０１３０】
（吸気弁開閉タイミング制御、及びＳＣＶ開度制御）
ＣＰＵ７１は、図１５の吸気弁開閉タイミング・ＳＣＶ開度制御ルーチンを所定時間（例えば、２msec）の経過毎にステップ１５００から開始し、ステップ１５０５に進んクランクポジションセンサ６７の出力に基づくエンジン回転速度Neを読み込むとともに、ステップ１５１０にて前述した筒内吸入空気量に相当する値KLFWD（即ち、エンジン負荷）を読込む。なお、筒内吸入空気量に相当する値KLFWDは、所定時間毎に繰り返し実行される前述した図７に示した各モデルに従う図示しないルーチンにより求められている。
【０１３１】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１５１５に進み、同ステップ１５１５内に示したテーブルと上記読み込んだエンジン回転速度Ne及び筒内吸入空気量相当値KLFWDとに基づいて吸気弁の開閉タイミング（進角量）VTを決定し、続くステップ１５２０にて実際の進角量が前記決定した進角量VTとなるように、アクチュエータ３３ａに駆動信号を出力する。なお、ステップ１５１５に示したテーブルにおいては、VT1,VT2,VT3の順に進角量が大きくなるように設定されている。
【０１３２】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１５２５に進んで、同ステップ１５２５内に示したテーブルと上記読み込んだエンジン回転速度Ne及び筒内吸入空気量相当値KLFWDとに基づいて目標SCV開度θivrを決定し、続くステップ１５３０にて実際のSCV開度が前記決定した目標SCV開度θivrとなるように、アクチュエータ４４ａに駆動信号を出力した後、ステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ステップ１５２５に示したテーブルにおいては、θ1,θ2,θ3の順に値が大きくなるように設定されている。
【０１３３】
以降においても、上記処理は２msecの経過毎に実行される。この結果、実際の吸気弁開閉タイミングの進角量と実際のSCV開度が、エンジン回転速度Neと筒内吸入空気量相当値KLFWDに応じた値に変更される。
【０１３４】
（燃料噴射量fiの決定）
ＣＰＵ７１は、特定気筒のクランク角が、その気筒の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の角度（例えば、BTDC９０°）になると、図１６の燃料噴射量fi決定ルーチンの処理をステップ１６００から開始してステップ１６０５に進み、同ステップ１６０５にて、図７に示したモデルに従って別途計算されている上記吸気弁閉時の筒内吸入空気量に相当する値KLFWDと、上記数１とに従って今回の要求燃焼燃料量fcb(k)を算出する。
【０１３５】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６１０に進んで、SCV開度センサ６５が検出するSCV開度θiv、クランクポジションセンサ６７の出力に基づくエンジン回転速度Ne、水温センサ６８が検出する冷却水温THW、吸気弁開閉タイミング（進角量）VT、及び上記筒内吸入空気量相当値KLFWDを推定する際に求めた吸気管圧力Pm（PMFWD)等のパラメータ（以下、このパラメータを「引数パラメータ」と称呼する。）を読み込む。
【０１３６】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１６１５に進んで、上記引数パラメータと吸気通路付着率Rpとの関係を規定する予めＲＯＭ７２に記憶したテーブル（関数fr）と、上記ステップ１６１０にて読み込んだ引数パラメータとに基づき、現時点での吸気通路付着率Rpを決定し、上記引数パラメータと吸気通路残留率Ppとの関係を規定する予めＲＯＭ７２に記憶したテーブル（関数fp）と、上記ステップ１６１０にて読み込んだ引数パラメータとに基づき、現時点での吸気通路残留率Ppを決定するとともに、上述した図１１のテーブルと、上記ステップ１６１０にて読み込んだ冷却水温THWとに基き、現時点での液滴燃料割合Cを決定し、上述した図１２のテーブルと、上記ステップ１６１０にて読み込んだエンジン回転速度Neとに基き、現時点での隙間内混入率Rmを決定するとともに、上述した図１３のテーブルと、上記ステップ１６１０にて読み込んだ冷却水温THWとに基き、現時点での隙間内保持率Pmを決定する。
【０１３７】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６２０に進み、前回の本ルーチンの実行終了時点において後述するステップ１６６５，１６７０にて更新されている今回の貯留オイル内液滴燃料量fb(k)の値と、上記数２７とに従って今回の燃料濃度d(k)を算出する。次に、ＣＰＵ７１はステップ１６２５に進んで、上記ステップ１６２０にて算出した今回の燃料濃度d(k)の値と、上記ステップ１６１０にて読み込んだ冷却水温THWと、上記数２６とに従って今回の気化燃料量fbo(k)を算出する。
【０１３８】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６３０に進んで、上記ステップ１６２５にて算出した今回の気化燃料量fbo(k)と、上記ステップ１６１０にて読み込んだ吸気管圧力PMFWD及びエンジン回転速度Neと、上記数２８とに従って今回の燃焼室内再流入燃料量fcr(k)を算出する。
【０１３９】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１６３５に進み、上記ステップ１６０５にて算出した今回の要求燃焼燃料量fcb(k)と、上記ステップ１６３０にて算出した今回の燃焼室内再流入燃料量fcr(k)と、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での液滴燃料割合C及び隙間内混入率Rmと、上記数３０とに従って今回の燃焼室内流入燃料量fc(k)を算出する。
【０１４０】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６４０に進んで、上記ステップ１６３５にて算出した今回の燃焼室内流入燃料量fc(k)と、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での吸気通路付着率Rp及び現時点での吸気通路残留率Ppと、前回の本ルーチンの実行終了時点において後述するステップ１６５５，１６７０にて更新されている今回の燃料付着量fw(k)と、上記数３１とに従って今回の燃料噴射量fi(k)を算出する。
【０１４１】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１６４５に進み、上記ステップ１６３５にて算出した今回の燃焼室内流入燃料量fc(k)と、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での液滴燃料割合Cと、上記数１９とに従って今回の液滴燃料量ffl(k)を算出するとともに、続くステップ１６５０にて、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での隙間内保持率Pmと、前回の本ルーチンの実行終了時点において後述するステップ１６６０，１６７０にて更新されている今回の隙間内残存液滴燃料量fo(k)と、上記数２４とに従って今回の漏出液滴燃料量fbi(k)を算出する。
【０１４２】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６５５に進んで、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での吸気通路付着率Rp及び現時点での吸気通路残留率Ppと、上記ステップ１６４０にて使用した今回の燃料付着量fw(k)と、同ステップ１６４０にて算出した今回の燃料噴射量fi(k)と、上記数１７とに従って次回の燃料付着率fw(k+1)を算出する。
【０１４３】
同様に、ＣＰＵ７１はステップ１６６０に進み、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での隙間内混入率Rm及び現時点での隙間内保持率Pmと、上記ステップ１６５０にて使用した今回の隙間内残存液滴燃料量fo(k)と、上記ステップ１６４５にて算出した今回の液滴燃料量ffl(k)と、上記数２０及び上記数２３とに従って次回の隙間内残存液滴燃料量fo(k+1)を算出する。
【０１４４】
さらに、ＣＰＵ７１はステップ１６６５に進んで、上記ステップ１６２０にて使用した今回の貯留オイル内液滴燃料量fb(k)と、上記ステップ１６５０にて算出した今回の漏出液滴燃料量fbi(k)と、上記ステップ１６２５にて算出した今回の気化燃料量fbo(k)と、上記数２５とに従って次回の貯留オイル内液滴燃料量fb(k+1)を算出する。
【０１４５】
そして、ＣＰＵ７１はステップ１６７０に進み、燃料付着量fw(k+1)を次回の演算のために燃料付着量fw(k)に置き換え、隙間内残存液滴燃料量fo(k+1)を次回の演算のために隙間内残存液滴燃料量fo(k)に置き換えるとともに、貯留オイル内液滴燃料量fb(k+1)を次回の演算のために貯留オイル内液滴燃料量fb(k)に置き換えた後、ステップ１６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このようにして、燃料噴射量fiが、隙間内混入燃料量fmix、燃料付着量fw、及び燃焼室内再流入燃料量fcrに基いて決定される。
【０１４６】
（燃料噴射制御）
ＣＰＵ７１は、図１６のルーチンの処理が終了した直後に継続して図１７の燃料噴射制御ルーチンの処理をステップ１７００から開始してステップ１７０５に進み、図１６のステップ１６２０にて算出した燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1未満であるか否かを判定し、燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1未満であれば、ステップ１７０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７１０に進んで、図１６のステップ１６４０にて算出した今回の燃料噴射量fi(k)の燃料を直ちに噴射するように前記特定気筒に対するインジェクタ３９に駆動信号を送出し、ステップ１７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、前記特定気筒のクランク角がその気筒の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の角度（例えば、BTDC９０°）になる度に、同特定気筒に対するインジェクタ３９から今回の上記燃料噴射量fi(k)の燃料が噴射される。
【０１４７】
一方、ステップ１７０５の判定時において、燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1以上であれば、ＣＰＵ７１はステップ１７０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１７１５に進んで、燃料濃度d(k)の値が第２閾値dth2未満であるか否かを判定する。ここで、燃料濃度d(k)の値が第２閾値dth2未満（即ち、燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1以上第２閾値dth2未満）であれば、ＣＰＵ７１はステップ１７１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７２０に進み、図１６のステップ１６４０にて算出した今回の燃料噴射量fi(k)の燃料を吸気弁閉時において噴射するように前記特定気筒に対するインジェクタ３９に駆動信号を送出し、ステップ１７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ＣＰＵ７１はこのステップ１７２０を実行したときは、燃焼室２５内に流入する燃料の液滴燃料割合Cが小さくなるので、次回の図１６のルーチン実行時における液滴燃料割合Cの値を、ステップ１６１５にて図１１に表されるテーブルに基いて決定される値の代わりに小さい所定の一定値として設定する。
【０１４８】
また、ステップ１７１５の判定時において、燃料濃度d(k)の値が第２閾値dth2以上であれば、ＣＰＵ７１はステップ１７１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１７２５に進み、各インジェクタ３９に対して燃料噴射のための駆動信号を送出しない機関停止処理を実行する。これにより、内燃機関１０は強制的に停止せしめられる。なお、ＣＰＵ７１は、他の気筒に対しても、図１６及び図１７のルーチンと同様なルーチンを同様なタイミングで実行する。
【０１４９】
以上説明したように、本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置の実施形態によれば、吸気通路構成部材への燃料付着量fw、シリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する隙間内混入燃料量fmix、及び燃焼室２５内から上記隙間を介してクランクケース２１ｂ内に漏出した液滴燃料が気化することで還元用通路４５を介して燃焼室２５内に再流入する量である燃焼室内再流入燃料量fcrに基いて、燃焼室２５内にて燃焼に使用し得る燃焼燃料量fcbを算出することによりインジェクタ３９から噴射される燃料噴射量fiが決定されるので、機関が完全暖機前の状態及び完全暖機後の状態のいずれにあっても、燃料噴射量fiが適正な量になるように決定でき、機関の空燃比を狙いとする空燃比に調整することが可能となった。
【０１５０】
また、クランクケース２１ｂ内の貯留エンジンオイル中の液滴燃料濃度d(k)が第１閾値dth1以上（且つ、第２閾値未満）となったときは、燃料噴射時期が吸気弁閉時になるように設定されるので、液滴状態の燃料の燃焼室２５内への流入量が減少する。その結果、貯留エンジンオイル中の燃料濃度d(k)が過度に増大することを防止でき、同貯留エンジンオイルが混入した液滴燃料により過度に希釈化されることを防止できるので、機関の運転が円滑に継続できなくなる事態の発生を効果的に防止できた。
【０１５１】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、液滴燃料割合Cの値及び隙間内保持率Pmの値は、それぞれ冷却水温THWに応じて変更される値となっていたが、一定値としてもよい。また、隙間内混入率Rmの値も、エンジン回転速度Neに応じて変更される値となっていたが、一定値としてもよい。
【０１５２】
また、上記実施形態においては、貯留エンジンオイルから一吸気行程あたりに気化して同貯留エンジンオイルから離脱する気化燃料量fboを冷却水温THWの関数としていたが、エンジンオイルの温度を取得する油温取得手段を備える場合には、気化燃料量fboを冷却水温THWの代わりにエンジンオイルの温度の関数としてもよい。
【０１５３】
また、上記実施形態においては、貯留エンジンオイル中の燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1以上第２閾値dth2未満であるとき、吸気弁閉時に燃料を噴射するように燃料噴射時期を設定したが、燃料噴射手段（インジェクタ３９）を加熱して噴射される燃料の気化を促進する処理、又は燃料噴射手段に加わる燃料圧力を高圧にして噴射される燃料の微粒子化（霧化）を促進する処理を実行するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置を火花点火式多気筒内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。
【図２】 図１に示した特定の気筒の燃焼室、及び同燃焼室の近傍部分を概念的に示した平面図である。
【図３】 図１に示したエアフローメータの概略斜視図である。
【図４】 図３に示したエアフローメータの熱線計量部の拡大斜視図である。
【図５】 図１に示したＣＰＵが参照するエアフローメータの出力と吸入空気量（吸入空気流量）との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図６】 吸気弁閉時の吸気管圧力を予測する方法を説明するために、スロットルバルブ開度の変化と各種のモデルにより計算される吸気管圧力の変化を示したタイムチャートである。
【図７】 図１に示した制御装置が吸気弁閉時の筒内吸入空気量に相当する値を推定するために採用した各種モデルの接続関係を示す機能ブロック図である。
【図８】 図１に示したＣＰＵが参照するアクセルペダル操作量と目標スロットルバルブ開度との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図９】 図１に示したＣＰＵが参照する応答放熱量の和とエアフローメータが出力するであろう値に基づくスロットル通過空気量との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図１０】 図１に示したインジェクタから噴射された燃料量、吸気通路を構成する部材への燃料付着量、燃焼室内に流入する燃料室内流入燃料量、シリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する隙間内混入燃料量、還元用通路を介して燃焼室内に再流入する量である燃焼室内再流入燃料量、及び燃焼室内における燃焼に使用し得る燃焼燃焼量の関係を説明するための図である。
【図１１】 図１に示したＣＰＵが参照する冷却水温と燃焼室内に流入した燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合（液滴燃料割合）との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図１２】 図１に示したＣＰＵが参照するエンジン回転速度と燃焼室内に流入した液滴燃料のうちシリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する液滴燃料の割合（隙間内混入率）との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図１３】 図１に示したＣＰＵが参照する冷却水温とシリンダ-ピストン間の隙間内に残存している液滴燃料のうちクランクケース内に漏出せず同隙間内に保持されている液滴燃料の割合（隙間内保持率）との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図１４】 図１に示したＣＰＵがスロットルバルブ開度を制御するために実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】 図１に示したＣＰＵが、吸気弁開閉タイミング、及びＳＣＶ開度を制御するために実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１６】 図１に示したＣＰＵが燃料噴射量を決定するために実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１７】 図１に示したＣＰＵが燃料噴射を行うために実行するルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…火花点火式多気筒内燃機関、２０…シリンダブロック部、２１…シリンダブロック、２１ａ…シリンダ、２１ｂ…クランクケース、２２…ピストン、２５…燃焼室、３１…吸気ポート、３２…吸気弁、３３…可変吸気タイミング装置、３９…インジェクタ、４１…吸気管、４３…スロットルバルブ、４４…スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）、４５…還元用通路、６７…クランクポジションセンサ、６８…水温センサ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種の制御装置として、例えば、下記特許文献１に開示された技術が知られている。下記特許文献１に開示された内燃機関の燃料噴射量制御装置は、吸気通路壁面、燃焼室壁面等への各燃料付着量を燃料挙動シミュレーションモデル（燃料付着モデル）に基づいて推定し、推定した各燃料付着量に応じて噴射すべき燃料の量を決定するようになっている。また、この制御装置は、前記燃料挙動シミュレーションモデルで使用する吸気通路壁面等への各燃料付着率と吸気通路壁面等に付着した燃料の各燃料残留率とを、燃料性状（比重等）に応じて可変とすることにより、各燃料付着量の推定を一層正確に行い、より適正な燃料噴射量を決定するようになっている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平４−１５３５３９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、内燃機関（例えば、レシプロエンジン）が、各構成部品の温度が雰囲気温度まで低下している状態にて始動されたときから完全に暖機するまでの間（以下、「完全暖機前の状態」と称呼する。）においては、インジェクタから噴射された燃料が霧化（気化）されにくく燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合が多くなる。
【０００５】
また、完全暖機前の状態では、通常、ピストンの外壁面とシリンダの内壁面との間の隙間が完全暖機後よりも大きくなっている。従って、この場合、燃焼室内で液滴の状態となっている燃料が上記隙間に介在するエンジンオイルに混入し、その後、同エンジンオイルと共にクランクケース内へ漏出するという現象が発生しやすくなる。このようにしてエンジンオイルに混入した液滴燃料は、燃焼室内における燃焼に使用されない。
【０００６】
しかしながら、上記特許文献１に開示された装置では、上述したように各部位への燃料付着現象が考慮されているものの、かかる燃料のエンジンオイルへの混入・クランクケース内への漏出現象が考慮されずに燃料噴射量が決定されている。従って、エンジンオイルに混入した燃料分だけ燃焼室内で燃焼に使用できる燃料の量が不足して機関の空燃比が狙いとする空燃比よりもリーン空燃比となり、この結果、特に完全暖機前の状態において、窒素酸化物（ＮＯｘ）等のエミッションの排出量が増大し、また、ドライバビリティが悪化する場合があるという問題がある。
【０００７】
従って、本発明の目的は、特に、完全暖機前の状態においても、燃料噴射量を適正な量になるように決定し得る内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【０００８】
【本発明の概要】
本発明の特徴は、固定部材と、同固定部材内において同固定部材に対し潤滑剤が介在する所定の隙間を介して周期的に移動する移動部材とを備え、少なくとも同固定部材と同移動部材とにより燃焼室を形成する内燃機関に適用される内燃機関の燃料噴射量制御装置が、前記燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射手段と、前記燃焼室内から前記所定の隙間に介在する潤滑剤に混入して同燃焼室内における燃焼に使用されない燃料の量を隙間内混入燃料量として推定する隙間内混入燃料量推定手段と、少なくとも前記推定された隙間内混入燃料量に基いて前記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段とを備えたことにある。
【０００９】
この場合、前記隙間内混入燃料量推定手段は、前記燃焼室内に流入した燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を表す液滴燃料割合と、前記液滴の状態となっている燃料のうち前記所定の隙間に介在する潤滑剤に混入する燃料の割合を表す隙間内混入率とを用いて前記隙間内混入燃料量を推定するように構成されることが好適である。
【００１０】
これによれば、燃焼室内に流入した（液滴）燃料のうち、同燃焼室内から、固定部材（例えば、シリンダブロック）と移動部材（例えば、シリンダブロック内で往復運動するピストン）とにより形成される所定の隙間（例えば、シリンダの内壁面とピストンの外壁面とにより形成される隙間）に介在する潤滑剤（例えば、エンジンオイル）に混入して同燃焼室内における燃焼に使用されない燃料の量が隙間内混入燃料量として推定され、少なくともかかる推定された隙間内混入燃料量に基いて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量が決定される。
【００１１】
従って、燃焼室中の（液滴）燃料の潤滑剤への混入現象が発生しやすい完全暖機前の状態において、燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量が、上記した燃料の潤滑剤への混入現象が考慮されない場合に比して上記隙間内混入燃料量分だけ多めに決定され得るので、完全暖機前の状態においても、燃料噴射量が適正な量になるように決定され、機関の空燃比を狙いとする空燃比に調整することが可能となる。
【００１２】
上記内燃機関の燃料噴射量制御装置においては、前記燃料噴射手段が前記燃焼室に接続された吸気通路内に燃料を噴射するように構成される場合、前記吸気通路を構成する部材への燃料付着量を推定する燃料付着量推定手段を備え、前記燃料噴射量決定手段は、さらに前記推定された吸気通路構成部材への燃料付着量に基いて前記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成されることが好適である。ここにおいて、前記吸気通路を構成する部材は、吸気管（インテークマニホールド）、吸気弁（特に、吸気弁の背面）、吸気通路に設けられるＳＣＶ等の吸気制御弁を含んでよい。
【００１３】
燃焼室に接続された吸気通路内に燃料が噴射される場合、機関の運転状態に応じて同噴射された燃料の一部が吸気通路構成部材に付着する。従って、かかる燃料付着現象が考慮されないと燃焼室内に流入する燃料の量が正確に推定され得ない。
【００１４】
これに対して、上記のように、吸気通路構成部材への燃料付着量を推定し、上記隙間内混入燃料量のみならず前記燃料付着量にも基いて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成すれば、吸気通路構成部材への燃料付着現象が考慮されて燃焼室内に流入する燃料量が適正に推定され得るとともに、さらに、適正に推定された量の燃焼室内流入（液滴）燃料の潤滑剤への混入現象が考慮されて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量が決定されるので、より一層燃料噴射量が適正な量になるように決定され得る。
【００１５】
また、上記いずれかの内燃機関の燃料噴射量制御装置が適用される内燃機関が、前記燃焼室内から前記所定の隙間を介して前記潤滑剤を貯留する貯留室内に漏出した燃料のうちの気化燃料を同燃焼室に再流入させるための還元用通路を備えている場合においては、上記いずれかの内燃機関の燃料噴射量制御装置が、前記還元用通路を介して前記燃焼室内に再流入する前記気化燃料の量を燃焼室内再流入燃料量として推定する再流入燃料量推定手段を備え、前記燃料噴射量決定手段は、さらに前記推定された燃焼室内再流入燃料量に基いて前記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成されることが好適である。
【００１６】
内燃機関が、燃焼室内から上記所定の隙間を介して潤滑剤を貯留する貯留室内（例えば、クランクケース内）に漏出した燃料のうちの気化燃料を同燃焼室に再流入させるための還元用通路を備えている場合（所謂ブローバイガス還元装置を備えている場合）、上記のように完全暖機前の状態における燃料の潤滑剤（例えば、エンジンオイル）への混入・貯留室内（例えば、クランクケース内）への漏出現象により貯留室内に貯留されている潤滑剤中に混入した（液滴）燃料は、例えば、機関が完全暖機した後に気化することにより還元用通路を介して燃焼室内に再流入する。従って、かかる燃焼室内への再流入現象が考慮されないと完全暖機後に燃焼室内に流入する燃料の量（総量）が正確に推定され得ない。
【００１７】
これに対して、上記のように、還元用通路を介して燃焼室内に再流入する気化燃料の量を燃焼室内再流入燃料量として推定し、上記隙間内混入燃料量のみならず前記燃焼室内再流入燃料量にも基いて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成すれば、上記燃焼室内への再流入現象が考慮されて特に完全暖機後に燃焼室内に流入する燃料量が適正に推定され得るとともに、さらに、適正の推定された量の燃焼室内流入燃料の潤滑剤への混入現象が考慮されて燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量が決定されるので、特に完全暖機後において、より一層燃料噴射量が適正な量になるように決定され得る。
【００１８】
また、上記いずれかの内燃機関の燃料噴射量制御装置においては、前記潤滑剤を貯留する貯留室内に貯留されている潤滑剤中に混入している前記燃焼室内から前記所定の隙間を介して漏出した燃料の燃料濃度を取得する燃料濃度取得手段と、前記燃料濃度が所定値以上のとき、前記燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を減少させるための特定処理を行う特定処理実行手段とを備えるように構成されることが好適である。
【００１９】
ここにおいて、前記特定処理は、燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を減少させるための処理であって、例えば、燃料噴射手段（例えば、インジェクタ）を加熱して噴射される燃料の気化を促進する処理、又は燃料噴射手段に加わる燃料圧力を高圧にして噴射される燃料の微粒子化（霧化）を促進する処理等のように、燃料噴射手段から噴射された時点での燃料のうちの液滴燃料の割合を減少させる処理であっても、例えば、吸気弁閉時（吸気弁が開弁している状態から閉弁する時）に燃料を噴射して次の吸気弁開時（吸気弁が閉弁している状態から開弁する時）まで吸気弁近傍の吸気管内に同燃料を保持しておき、同吸気管等の熱により十分に気化した後の同燃料を同次の吸気弁開時に燃焼室内に流入させる処理であってもよく、これらに限定されない。
【００２０】
上記のように完全暖機前の状態における燃焼室内の（液滴）燃料が多量に貯留室内（例えば、クランクケース内）へ漏出して同貯留室内に貯留されている潤滑剤（例えば、エンジンオイル）に混入すると、同潤滑剤が混入した燃料により希釈化されてその潤滑作用が低下することで機関の運転が円滑に継続できなくなる事態が発生し得る。
【００２１】
従って、上記のように、貯留室内に貯留されている潤滑剤中に混入している漏出した燃料の燃料濃度を取得し、同燃料濃度が所定値以上のとき、燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を減少させるための特定処理を行うように構成すれば、燃料濃度が所定値以上になった時点以降、燃焼室内から潤滑剤に混入して同潤滑剤とともに貯留室内に漏出しやすい液滴状態の燃料の同燃焼室内への流入量が減少するので、潤滑剤中の燃料濃度が過度に増大することを防止でき、この結果、潤滑剤が混入した燃料により過度に希釈化されることが防止できるので、機関の運転が円滑に継続できなくなる事態の発生が防止され得る。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置の実施形態について図面を参照しつつ説明すると、図１は、同制御装置を火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。
【００２３】
この内燃機関１０は、シリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。
【００２４】
シリンダブロック部２０は、固定部材としてのシリンダブロック２１、移動部材としてのピストン２２、コンロッド２３、及びクランク軸２４を含んでいる。シリンダブロック２１は、その上方側にシリンダ２１ａを、その下方側にそのスカート部とオイルパンとにより囲まれた貯留室としてのクランクケース２１ｂをそれぞれ形成している。
【００２５】
ピストン２２はシリンダ２１内を周期的に往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１の円筒内壁面とピストン２２の円筒外壁面との間にはピストン２２が円滑に往復動し得るように隙間（所定の隙間）が形成されていて、同隙間内には潤滑剤としての所定量のエンジンオイルが介在するようになっている。また、シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、固定部材としてのシリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成していて、燃焼室２５内に流入した燃料（特に、液滴の状態となっている燃料）は、その一部が前記隙間に介在するエンジンオイルに混入して燃焼室２５内における燃焼に使用されない。
【００２６】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８、及び燃料を吸気ポート３１内（燃焼室２５に接続された吸気通路内）に噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）３９を備えている。
【００２７】
吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し同吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットルバルブ４３、スワールコントロールバルブ（以下、「ＳＣＶ」と称呼する。）４４、及び還元用通路４５を備えている。
【００２８】
スロットルバルブ４３は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ４３ａにより吸気管４１内で回転駆動されるようになっている。ＳＣＶ４４は、前記スロットルバルブ４３よりも下流で前記インジェクタ３９よりも上流の位置にて前記吸気管４１に対し回動可能に支持されるとともに、ＤＣモータからなるＳＣＶアクチュエータ４４ａにより回転駆動されるようになっている。
【００２９】
還元用通路４５は、クランクケース２１ｂとインジェクタ３９近傍の吸気管４１とを連通する連通路であって、燃焼室２５内から上記隙間を介してクランクケース２１ｂ内に漏出した燃料のうちの気化燃料を燃焼室２５内に再流入させるために形成されている。なお、本明細書においては、インテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気ポート３１、吸気弁３２、及びＳＣＶ４４等を吸気通路を構成する部材（吸気通路構成部材）と称呼する。
【００３０】
図２は、一つの気筒（特定の気筒）の燃焼室２５、及び同燃焼室２５の近傍部分の概略平面図である。図２に示したように、前記吸気ポート３１は、実際には各気筒に一対ずつ設けられた吸気ポート３１ａ，３１ｂからなっている。吸気ポート３１ａは、燃焼室２５内にスワール（旋回流）を発生させるようにヘリカル状に形成され所謂スワールポートを構成し、吸気ポート３１ｂは所謂ストレートポートを構成している。
【００３１】
吸気管４１のサージタンクから各燃焼室２５に至る部分（即ち、インテークマニホールドの一部）には、吸気管４１の長手方向に沿って伸びる隔壁４１ａが形成されていて、これにより吸気管４１は吸気ポート３１ａに連通する第１インテークマニホールド４６と、吸気ポート３１ｂに連通する第２インテークマニホールド４７とに区画されている。前記ＳＣＶ４４は、この第２インテークマニホールド４７内において回動可能に支持され、第２インテークマニホールド４７の開口断面積を変更し得るようになっている。
【００３２】
また、隔壁４１ａの適宜個所には第１，第２インテークマニホールド４６，４７を連通する連通路４１ｂが形成されていて、前記インジェクタ３９は同連通路４１ｂの近傍位置に固定され、吸気ポート３１ａ，３１ｂに向けて燃料を噴射するようになっている。このとき、インジェクタ３９から噴射された燃料は、その一部が前記吸気通路構成部材に付着する。
【００３３】
再び図１を参照すると、排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１に接続されたエキゾーストパイプ５２、及びエキゾーストパイプ５２に介装された触媒コンバータ（三元触媒装置）５３を備えている。
【００３４】
一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、吸気温センサ６２、大気圧センサ（スロットルバルブ上流圧力センサ）６３、スロットルポジションセンサ６４、SCV開度センサ６５、カムポジションセンサ６６、クランクポジションセンサ６７、水温センサ６８、Ｏ2センサ６９、及びアクセル開度センサ８１を備えている。
【００３５】
エアフローメータ６１は、概略斜視図である図３に示したように、吸気管４１内を流れる吸入空気の一部をバイパスさせるバイパス通路と、このバイパス通路にバイパスされた吸入空気の質量流量を計測する熱線計量部６１ａと、計測された質量流量に応じた電圧Vgを出力する信号処理部６１ｂとからなっている。熱線計量部６１ａは、その拡大斜視図である図４に示したように、白金熱線からなる吸気温計測用抵抗（ボビン部）６１ａ１と、同吸気温計測用抵抗６１ａ１を前記信号処理部６１ｂに連結して保持するサポート部６１ａ２と、加熱用抵抗（ヒータ）６１ａ３と、同加熱用抵抗６１ａ３を前記信号処理部６１ｂに連結して保持するサポート部６１ａ４とを備えている。信号処理部６１ｂは、吸気温計測用抵抗６１ａ１と加熱用抵抗６１ａ３とで構成されたブリッジ回路を備え、このブリッジ回路により吸気温計測用抵抗６１ａ１と加熱用抵抗６１ａ３との温度差を常に一定に維持するように同加熱用抵抗６１ａ３に供給する電力を調整するとともに、この供給する電力を前記電圧Vgに変換して出力するようになっている。
【００３６】
吸気温センサ６２は、エアフローメータ６１内に備えられていて、吸入空気の温度を検出し、吸気温度THAを表す信号を出力するようになっている。大気圧センサ６３は、スロットルバルブ４３の上流の圧力（即ち、大気圧）を検出し、スロットルバルブ上流圧力Paを表す信号を出力するようになっている。スロットルポジションセンサ６４は、スロットルバルブ４３の開度を検出し、スロットルバルブ開度TAを表す信号を出力するようになっている。SCV開度センサ６５は、ＳＣＶ４４の開度を検出し、ＳＣＶ開度θivを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ６６は、インテークカムシャフトが９０°回転する毎に（即ち、クランク軸２４が１８０°回転する毎に）一つのパルスを有する信号（Ｇ２信号）を発生するようになっている。クランクポジションセンサ６７は、クランク軸２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度Neを表す。水温センサ６８は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。Ｏ2センサ６９は、触媒コンバータ５３に流入する排ガス中の酸素濃度に応じた信号（空燃比が理論空燃比よりもリッチであるか、又はリーンであるかを示す信号）を出力するようになっている。アクセル開度センサ８１は、運転者によって操作されるアクセルペダル８２の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００３７】
電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するプログラム、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４、及びＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース７５は、前記センサ６１〜６９，８１と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６９，８１からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、インジェクタ３９、スロットルバルブアクチュエータ４３ａ、及びＳＣＶアクチュエータ４４ａに駆動信号を送出するようになっている。
【００３８】
次に、上記のように構成された燃料噴射量制御装置による物理モデルを用いて、機関の空燃比を設定空燃比とするために必要とされる要求燃焼燃料量fcbを決定する方法について説明する。以下に述べる処理は、ＣＰＵ７１がプログラムを実行することによりなされる。
【００３９】
（要求燃焼燃料量fcbの決定方法の概要）
この燃料噴射量制御装置は、吸気行程にある気筒の吸気弁３２が閉じる前に同気筒に対して燃料を噴射しなければならないので、吸気弁３２が閉じた時点で（即ち、吸気弁閉時に）同気筒内に吸入されているであろう吸入空気量（筒内（燃焼室内）吸入空気量）を予測する必要がある。一方、吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDは、燃焼室２５に吸入されている空気量と比例関係にある。従って、吸気管圧力PMFWDを予測することができれば、実際の筒内吸入空気量を推定することができる。
【００４０】
そこで、本燃料噴射量制御装置は、吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDを予測・推定し、推定した吸気管圧力PMFWDを一気筒の排気量と空気密度の積で除することにより一気筒当たりの吸入空気量に相当する値KLFWDを求め、下記数１に基づいて要求燃焼燃料量fcbを決定する。数１において、Kは設定空燃比に応じて変化する係数である。
【００４１】
【数１】
fcb ＝K・KLFWD
【００４２】
なお、エアフローメータ６１の出力電圧Vgと吸入空気量mtAFMとの関係を規定した図５に示したVg−mtAFM変換テーブルと、エアフローメータ６１の実際の出力電圧Vgとに基づいて現時点での吸入空気量mtAFMを求め、下記数２により要求燃焼燃料量fcbを簡易的に求めてもよい。
【００４３】
【数２】
fcb ＝K・mtAFM
【００４４】
上記数１により要求燃焼燃料量fcbを求める本実施形態の燃焼噴射量制御装置は、以下のようにして吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDを予測する。即ち、図６に示したように、吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASを予測するとともに、同予測したスロットルバルブ開度TAS及びエンジン回転速度Ne等から吸気弁閉時の吸気管圧力Pm１を所定のモデルを用いて推定する。また、現時点においてスロットルポジションセンサ６４が検出する実際のスロットルバルブ開度TARとエンジン回転速度Ne等に基づき、エアフローメータ６１が現時点で出力するであろう値を推定し、この推定値に基づいて現時点の吸気管圧力Pm２を推定する。同時に、現時点においてエアフローメータ６１の実際の出力電圧Vgに基づいて現時点の吸気管圧力Pm３を推定する。最後に、下記数３にしたがって吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDを求める。これにより、スロットルバルブ開度の予測値TASに基づく推定値である吸気管圧力Pm１に含まれる定常的な誤差を、エアフローメータ６１の実際の出力電圧Vgにより補正し、吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDを精度良く推定する。
【００４５】
【数３】
PMFWD＝Pm３＋（Pm１−Pm２）
【００４６】
なお、スロットルバルブ開度が一定に維持されていて内燃機関１０が定常状態にある場合、吸気管圧力Pm１と吸気管圧力Pm２は等しくなるので、上記数３から理解されるように、吸気管圧力PMFWDは吸気管圧力Pm３と等しくなる。換言すると、定常運転状態では、実質的にエアフローメータ６１の出力電圧Vgに基づいて吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWDが決定されることになる。
【００４７】
以下、各吸気管圧力Pm１，Pm２，Pm３の推定方法について、同推定に使用するモデルとともに説明する。
【００４８】
（Pm１の求め方）
図７に示したように、吸気管圧力Pm１は電子制御スロットルモデルＭ１、スロットルモデルＭ２、吸気弁モデルＭ３、及びインテークマニホールドモデルＭ４により推定される。
【００４９】
（１）電子制御スロットルモデルＭ１
電子制御スロットルモデルＭ１は、現時点までのアクセルペダル操作量Accpに基づいて吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASを推定するモデルである。本実施形態においては、スロットルバルブ電子制御ロジックＡ１にて、アクセル開度センサ８１により検出されたアクセルペダル操作量Accpと、図８に示したアクセルペダル操作量Accpと目標スロットルバルブ開度θｒとの関係を規定するテーブルとに基づいて暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１が求められ、この暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１を所定時間Ｔ（例えば、６４msec）だけ遅延させた値が最終的な目標スロットルバルブ開度θｒとして決定される。そして、スロットルバルブ電子制御ロジックＡ１（電気制御装置７０）は、実際のスロットルバルブ開度TAが目標スロットルバルブ開度θｒとなるようにスロットルバルブアクチュエータ４３ａに対して駆動信号を送出する。
【００５０】
このように、目標スロットルバルブ開度θｒは、現時点から所定時間Ｔだけ前の時点におけるアクセルペダル操作量Accpに応じて決定されるから、現時点から吸気弁閉時までの時間をｔとすると、吸気弁閉時の目標スロットルバルブ開度θｒは、現時点から時間（Ｔ−ｔ）前における暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１と等しい。また、目標スロットルバルブ開度θｒは、スロットルバルブアクチュエータ４３ａの作動遅れ時間を無視すれば、スロットルバルブ開度TASと等しい。このような考えに基づき、電子制御スロットルモデルＭ１は、検出されるエンジン回転速度Neと、内燃機関１０の運転状態に応じて別途定められる吸気弁の開閉タイミング（進角量）VT（上記信号Neと上記Ｇ２信号とにより求めた実際の開閉タイミングVTでも良い。）と等に基づいて現時点から吸気弁閉時までの時間ｔを求め、同時間ｔと、現時点から所定時間Ｔだけ前の時点から現時点までのアクセルペダル操作量Accp（又は、暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１）の変化の経緯とに基づいて吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASを推定する。なお、スロットルバルブアクチュエータ４３ａの作動遅れ時間を考慮に加えて、吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASを推定してもよい。
【００５１】
（２）スロットルモデルＭ２
スロットルモデルＭ２は、スロットルバルブ４３を通過する空気量（スロットル通過空気量）mtを、エネルギー保存則、運動量保存則、質量保存則、及び状態方程式に基づいて得られた下記数４及び下記数５に基づいて推定するモデルである。下記数４及び下記数５において、μは流量係数、Ａtはスロットル開口面積、νはスロットルバルブ４３を通過する空気の流速、Paはスロットルバルブ上流圧力、Pmは吸気管圧力、Taは吸気温度、ρmは吸気密度、Ｒは気体定数、及びκは比熱比（以下、κを一定値として扱う。）である。
【００５２】
【数４】
mt＝μ・Ａt・ν・ρm＝μ・Ａt・｛Pa/(Ｒ・Ta)1/2｝・Φ（Pm/Pa)
【００５３】
【数５】
ここで、上記数４は、k1を所定の係数（＝μ・Ａt・｛Pa/(Ｒ・Ta)1/2｝）、mtsを吸気弁閉時のスロットル通過空気量とするとき下記数６に書き換えられる。また、数６において、内燃機関１０が定常状態にある場合（スロットルバルブ開度が一定である場合）のスロットル通過空気量をmtsTA、及び吸気管圧力をPmTAとすると、下記数７が得られるので、数６及び数７から係数k1を消去して下記数８を得ることができる。
【００５５】
【数６】
mts＝k1・Φ（Pm/Pa）
【００５６】
【数７】
mtsTA＝k1・Φ（PmTA/Pa）
【００５７】
【数８】
mts＝｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝・Φ（Pm/Pa）
【００５８】
上記数８の右辺における値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝は、スロットルバルブ開度TAが一定であるときの吸入空気流量（スロットル通過空気量）に関する値であり、スロットルバルブ開度TA、エンジン回転速度Ne、吸気弁の開閉タイミングVT、及びスロットルバルブ上流圧力Paが決定されると、実質的に一意に定まる値である。スロットルモデルＭ２は、スロットルバルブ開度TA、エンジン回転速度Ne、吸気弁の開閉タイミングVT、及びスロットルバルブ上流圧力Paと、値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝との関係を規定したテーブルをＲＯＭ７２内に記憶していて、このテーブルと吸気弁閉時の推定スロットルバルブ開度TAS、実際のエンジン回転速度Ne、実際の吸気弁の開閉タイミングVT、及び実際のスロットルバルブ上流圧力Paとに基づいて値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝を求める。
【００５９】
また、数８の右辺における値Φ（Pm/Pa）は、上記数５から理解されるように、比熱比κが一定であるとき、吸気管圧力Pmとスロットルバルブ上流圧力Paにより決定される値である。スロットルモデルＭ２は、吸気管圧力Pm及びスロットルバルブ上流圧力Paと、値Φ（Pm/Pa）との関係を規定したテーブルをＲＯＭ７２内に記憶していて、このテーブルと、後述するインテークマニホールドモデルＭ４が現時点で既に演算している最新の吸気管圧力Pm、及び実際のスロットルバルブ上流圧力Paとに基づいて値Φ（Pm/Pa）を求める。以上により、吸気弁閉時のスロットル通過空気量mtsが求められる。
【００６０】
（３）吸気弁モデルＭ３
吸気弁モデルＭ３は、吸気管圧力Pm、吸気管内温度Tm、及び吸気温度THA等から筒内吸入空気流量mcを推定するモデルである。吸気弁閉時の気筒内圧力は吸気弁３２の上流の圧力、即ち吸気弁閉時の吸気管圧力Pmとみなすことができるので、筒内吸入空気流量mcは吸気弁閉時の吸気管圧力Pmに比例する。そこで、吸気弁モデルＭ３は筒内吸入空気流量mcを、経験則に基づく下記数９にしたがって求める。
【００６１】
【数９】
mc＝（THA/Tm）・（ｃ・Pm−ｄ）
【００６２】
数９において、値ｃは比例係数、値ｄは筒内に残存していた既燃ガス量である。吸気弁モデルＭ３は、エンジン回転速度Ne、及び吸気弁の開閉タイミングVTと、比例係数ｃ、及び既燃ガス量ｄとの関係をそれぞれ規定するテーブルをＲＯＭ７２内に格納していて、実際のエンジン回転速度Neと、実際の吸気弁の開閉タイミングVTと前記格納しているテーブルとから比例係数ｃ、及び既燃ガス量ｄを求める。また、吸気弁モデルＭ３は、演算時点において、後述するインテークマニホールドモデルＭ４により既に推定されている直前（最新）の吸気弁閉時の吸気管圧力Pmと直前の吸気管内空気温度Tmとを上記数９に適用し、吸気弁閉時の筒内吸入空気流量mcを推定する。
【００６３】
（４）インテークマニホールドモデルＭ４
インテークマニホールドモデルＭ４は、質量保存則とエネルギー保存則とにそれぞれ基づいた下記数１０及び下記数１１にしたがって、吸気弁閉時の吸気管圧力Pmと、吸気弁閉時の吸気管内温度Tmとを求める。なお、Ｖは吸気管の容積、Ｒは気体定数、mtはスロットル通過空気量、Taはスロットルバルブ通過空気温度（即ち、吸気温度THA）である。
【００６４】
【数１０】
dPm/dt＝κ・(Ｒ/Ｖ)・(mt・Ta−mc・Tm)
【００６５】
【数１１】
d(Pm/Tm）/dt＝(Ｒ/Ｖ)・(mt−mc)
【００６６】
図７に示したように、インテークマニホールドモデルＭ４は、スロットルモデルＭ２により推定されたスロットル通過空気量mtsを上記数１０，数１１におけるスロットル通過空気量mtとして使用し、吸気弁モデルＭ３により推定された吸気弁閉時の筒内吸入空気流量mcを上記数１０，数１１の筒内吸入空気流量mcとして使用する。このインテークマニホールドモデルＭ４により推定された吸気管圧力Pmが、前記吸気弁閉時の推定吸気管圧力Pm１となる。
【００６７】
（Pm２の求め方）
上記エアフローメータ６１が現時点で出力するであろう値に基づく吸気管圧力Pm２は、上記スロットルモデルＭ２と同じモデルであるスロットルモデルＭ５、エアフローメータモデルＭ６、上記吸気弁モデルＭ３と同じ吸気弁モデルＭ７、及び上記インテークマニホールドモデルＭ４と同じインテークマニホールドモデルＭ８により求められる。
【００６８】
（５）スロットルモデルＭ５
具体的に述べると、スロットルモデルＭ５は、上記数８を書換えた下記数１２に従って、現時点におけるスロットル通過空気量mtTHRを推定する。
【００６９】
【数１２】
mtTHR＝｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝・Φ（Pm/Pa）
【００７０】
スロットルモデルＭ５は、上記数１２の右辺における値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝を、スロットルバルブ開度TA、エンジン回転速度Ne、吸気弁の開閉タイミングVT、及びスロットルバルブ上流圧力Paと、値｛mtsTA／Φ（PmTA/Pa）｝との関係を規定した前記テーブルと、スロットルポジションセンサ６４が実際に検出したスロットルバルブ開度TA（以下、「実スロットルバルブ開度TAR」と称呼する。）、実際のエンジン回転速度Ne、実際の又は計算された吸気弁の開閉タイミングVT、及び実際のスロットルバルブ上流圧力Paとに基づいて求める。
【００７１】
また、スロットルモデルＭ５は、数１２の右辺における値Φ（Pm/Pa）を、吸気管圧力Pm及びスロットルバルブ上流圧力Paと値Φ（Pm/Pa）との関係を規定した前記テーブルと、後述するインテークマニホールドモデルＭ８が既に計算している最新の吸気管圧力PmR、及び実際のスロットルバルブ上流圧力Paとに基づいて求める。以上により、現時点におけるスロットル通過空気量mtTHRが求められる。
【００７２】
（６）エアフローメータモデルＭ６
エアフローメータモデルＭ６は、スロットル通過空気量が所定の量αである場合に、エアフローメータ６１が出力するであろう値を推定し、この推定値に基づいてスロットル通過空気量mtRを推定するモデルである。この場合、上記所定の量αは、スロットルモデルＭ５が推定したスロットル通過空気量mtTHRである。
【００７３】
エアフローメータモデルＭ６は、先ず、スロットル通過空気量mtTHRに対する完全放熱量W1，W2を、同完全放熱量W1，W2とスロットル通過空気量mtとの関係を規定するテーブルと、前記求められたスロットル通過空気量mtTHRとに基づいて求める。完全放熱量W1、及び完全放熱量W2は、図３に示した熱線計量部６１ａのボビン部６１ａ１、及び同熱線計量部６１ａのサポート部６１ａ２にそれぞれ対応した放熱遅れを含まない放熱量である。
【００７４】
次に、エアフローメータモデルＭ６は、ボビン部６１ａ１、及びサポート部６１ａ２にそれぞれ対応する放熱量であり、完全放熱量W1，W2に対してそれぞれ一次遅れの特性を有する応答遅れを含む放熱量（応答放熱量）w1,w2を下記数１３及び下記数１４にしたがって求める。数１３，数１４における添え字ｉは今回の演算値、添え字ｉ−1は前回の演算値を表し、Δｔは前回の演算値を求めてから今回の演算値を求めるまでの時間である。
【００７５】
【数１３】
w1i＝Δｔ・（W1i−w1i-1）／τ１＋w1i-1
【００７６】
【数１４】
w2i＝Δｔ・（W2i−w2i-1）／τ２＋w2i-1
【００７７】
上記数１３，数１４において、τ１、及びτ２は、ボビン部６１ａ１、及びサポート部６１ａ２にそれぞれ対応する上記一次遅れ特性の時定数であり、下記数１５及び下記数１６により求められる。数１５，数１６中の値k10,k20、及び値m1，m2は、実験的に求められた値である。また、値ｕはエアフローメータ６１の熱線計量部６１ａにバイパスされた単位断面積当たりの通過空気量であり、図５に示したエアフローメータ６１の出力電圧Vgと実測された吸入空気量mtAFMとの関係を規定するVg−mtAFM変換テーブルと、エアフローメータ６１の実際の出力電圧Vgとに基づいて求められた吸入空気量mtAFMを、前記熱線計量部６１ａのバイパス流路断面積Ｓで除した値（mtAFM/Ｓ）である。
【００７８】
【数１５】
τ１＝k10・ｕm1
【００７９】
【数１６】
τ２＝k20・ｕm2
【００８０】
そして、エアフローメータモデルＭ６は、応答放熱量w1,w2の和（w1＋w2）とエアフローメータ６１が出力するであろう値に基づくスロットル通過空気量mtRとの関係を規定した図９に示したテーブルと、上記数１３〜数１６により求められた応答放熱量w1,w2の和（w1＋w2）とに基づいて、現時点でエアフローメータ６１が出力するであろう値に基づくスロットル通過空気量mtRを求める。
【００８１】
（７）吸気弁モデルＭ７
吸気弁モデルＭ７は、上記吸気弁モデルＭ３と同様に、上記数９にしたがって現時点における筒内吸入空気流量mcRを求める。但し、吸気弁モデルＭ７は、後述するインテークマニホールドモデルＭ８により既に求めらている現時点の吸気管圧力PmR、及び現時点の吸気管内温度TmRを、上記数９における吸気管圧力Pm、及び吸気管内温度Tmに適用する等、必要なパラメータを全て現時点のものとして数９の計算を行う。
【００８２】
（８）インテークマニホールドモデルＭ８
インテークマニホールドモデルＭ８は、インテークマニホールドモデルＭ４と同様に、上記数１０，数１１を用いて現時点における吸気管圧力Pmを求める。但し、インテークマニホールドモデルＭ８は、上記エアフローメータモデルＭ６により求められたスロットル通過空気量mtR、及び上記吸気弁モデルＭ７により求められた現時点における筒内吸入空気流量mcRを、それぞれ数１０，数１１におけるスロットル通過空気量mt、及び筒内吸入空気流量mcとして使用する。このインテークマニホールドモデルＭ８により推定されたPmが、前記エアフローメータ６１が現時点で出力するであろう値に基づく吸気管圧力Pm２となる。
【００８３】
（Pm３の求め方）
上記エアフローメータ６１の現時点における実際の出力電圧Vgに基づく吸気管圧力Pm３は、上記インテークマニホールドモデルＭ４，Ｍ８と同じモデルであるインテークマニホールドモデルＭ９により求められる。
【００８４】
（９）インテークマニホールドモデルＭ９
具体的に述べると、インテークマニホールドモデルＭ９は、エアフローメータ６１の出力電圧Vgと図５に示したVg−mtAFM変換テーブルとにより求められる現時点の実測された吸入空気量mtAFMを上記数１０，数１１におけるスロットル通過空気量mtとして使用するとともに、上記吸気弁モデルＭ７により求められた現時点での筒内吸入空気流量mcRを同数１０，数１１の筒内吸入空気流量mcとして使用し、吸気管圧力Pmを求める。このインテークマニホールドモデルＭ９により推定された吸気管圧力Pmが、エアフローメータ６１の現時点における実際の出力電圧Vgに基づく吸気管圧力Pm３となる。以上により、吸気管圧力Pm１〜Pm３が求められ、上記数１及び数３にしたがって要求燃焼燃料量fcbが求められる。
【００８５】
（燃料付着量fw，隙間内混入燃料量fmix，燃焼室内再流入燃料量fcrの各推定方法、及び燃料噴射量fiの決定方法の概要）
次に、本燃料噴射量制御装置が行う燃料付着量fw，隙間内混入燃料量fmix，燃焼室内再流入燃料量fcrの各推定方法、及び燃料噴射量fiの決定方法の概要について図１０を参照しつつ説明する。以下、各種変数の末尾に付された添え字kは今回の演算値（今回の吸気行程に対する値）であることを、添え字k+１は次回の演算値（次回の吸気行程に対する値）であることをそれぞれ示している。
【００８６】
<燃料付着量fwの推定>
まず、吸気通路構成部材への燃料付着量fwの推定について説明すると、特定の気筒に着目した図１０に概念的に示したように、インジェクタ３９から噴射された燃料は、その一部が吸気管４１の壁面部、及び図１０において図示を省略した吸気弁等からなる吸気通路構成部材に付着する。即ち、fiをインジェクタ３９から同特定気筒の一吸気行程に対して噴射される燃料噴射量、fwを吸気通路構成部材に既に付着している燃料付着量、Ppを吸気通路構成部材に既に付着している燃料のうち一吸気行程を経た後に同吸気通路構成部材に付着したまま残留している燃料の割合（吸気通路残留率Pp）、Rpをインジェクタ３９から噴射された前記燃料のうち吸気通路構成部材へ付着する燃料の割合（吸気通路付着率Rp）とすると、今回噴射された燃料のうち吸気通路構成部材に新たに付着する燃料量はRp・fi(k)であり、吸気通路構成部材に既に付着していた燃料のうち同吸気通路構成部材に残留する燃料量はPp・fw(k)であるから、燃料付着量fw(k+1)について下記数１７が成立する。下記数１７は、燃料付着モデルを記述したものであって、この演算を行う手段が燃料付着量推定手段に相当する。
【００８７】
【数１７】
fw(k+1)＝Rp・fi(k)＋Pp・fw(k)
【００８８】
また、一吸気行程において、今回噴射された燃料のうち吸気通路構成部材に付着せず燃焼室２５内（筒内）に直接吸入される燃料量は(1−Rp)・fi(k)となり、吸気通路構成部材に付着していた燃料のうち同吸気通路構成部材から離脱して燃焼室２５内に吸入される燃料量は(1−Pp)・fw(k)となるから、一吸気行程において燃焼室２５内に流入する燃焼室内流入燃料量fc(k)は下記数１８により表すことができる。
【００８９】
【数１８】
fc(k)＝(1−Rp)・fi(k)＋(1−Pp)・fw(k)
【００９０】
<隙間内混入燃料量fmixの推定>
次に、シリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する隙間内混入燃料量fmixの推定について説明すると、上記数１８により表される燃焼室内流入燃料量fc(k)の燃料は、その一部が液滴の状態となっている。即ち、Cを燃焼室内流入燃料量fc(k)の燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合（液滴燃料割合C）とすると、燃焼室内流入燃料量fc(k)内に存在する一吸気行程あたりの液滴燃料量ffl(k)は下記数１９により表すことができる。
【００９１】
【数１９】
ffl(k)＝C・fc(k)
【００９２】
ここで、液滴燃料割合Cは冷却水温THWに応じて変化する値であって、液滴燃料割合Cと冷却水温THWとの関係は、図１１にてグラフにより表されたテーブルに示すとおりである。このように、液滴燃料割合Cの値は、内燃機関１０の冷却水温THWが低いほど大きくなる。これは、冷却水温THWが低いほど燃料が気化されにくいことに基く。従って、例えば、内燃機関１０が完全暖機前の状態にあるときは、冷却水温THWが低いので液滴燃料割合Cが大きい値となる。
【００９３】
上記数１９により表される液滴燃料量ffl(k)の燃料は、その一部が燃焼室２５内における燃焼に使用されずにシリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する。即ち、Rmを液滴燃料量ffl(k)の燃料のうち前記隙間に介在するエンジンオイルに混入する液滴燃料の割合（隙間内混入率Rm）とすると、液滴燃料量ffl(k)の液滴燃料のうち一吸気行程あたりに前記隙間に混入する燃料量である隙間内混入燃料量fmix(k)は下記数２０により表すことができる。上記数１９及び下記数２０は、隙間内混入モデルを記述したものであって、これらの演算を行う手段が隙間内混入燃料量推定手段に相当する。
【００９４】
【数２０】
fmix(k)＝Rm・ffl(k)
【００９５】
ここで、隙間内混入率Rmはエンジン回転速度Neに応じて変化する値であって、隙間内混入率Rmとエンジン回転速度Neとの関係は、図１２にてグラフにより表されたテーブルに示すとおりである。このように、隙間内混入率Rmの値は、内燃機関１０のエンジン回転速度Neが小さいほど大きくなる。これは、エンジン回転速度Neが小さいほど、噴射された燃料が燃焼室２５内に流入してから爆発・燃焼するまでの時間が長く同燃料が上記隙間に混入する機会が多くなることに基く。
【００９６】
また、上記数１８により表される燃焼室内流入燃料量fc(k)の燃料のうち、液滴の状態となっていない燃料（霧化・気化している燃料）は、燃焼室２５内において燃焼に使用され、その一吸気行程あたりの燃料量fcb1は下記数２１により表すことができる。
【００９７】
【数２１】
fcb1＝(1-C)・fc(k)
【００９８】
同様に、上記数１９により表される液滴燃料量ffl(k)の燃料のうち、シリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入しない液滴燃料は、燃焼室２５内において燃焼に使用され、その一吸気行程あたりの液滴燃料量fcb2は下記数２２により表すことができる。
【００９９】
【数２２】
fcb2＝(1-Rm)・ffl(k)
【０１００】
<燃焼室内再流入燃料量fcrの推定>
次に、燃焼室２５内から上記隙間を介してクランクケース２１ｂ内に漏出した液滴燃料が気化することで還元用通路４５を介して燃焼室２５内に再流入する量である燃焼室内再流入燃料量fcrの推定について説明する。まず、foを既に上記シリンダ-ピストン間の隙間内に残存している隙間内残存液滴燃料量、Pmを既に上記隙間内に残存している液滴燃料のうち一吸気行程を経た後にクランクケース２１ｂ内に漏出せず同隙間内に保持されている燃料の割合（隙間内保持率Pm）とすると、今回上記隙間に新たに混入する液滴燃料量は上記隙間内混入燃料量fmix(k)であり、既に上記隙間内に残存している液滴燃料のうち同隙間内に保持されている燃料量はPm・fo(k)であるから、隙間内残存液滴燃料量fo(k+1)について下記数２３が成立する。
【０１０１】
【数２３】
fo(k+1)＝fmix(k)＋Pm・fo(k)
【０１０２】
ここで、隙間内保持率Pmは冷却水温THWに応じて変化する値であって、隙間内保持率Pmと冷却水温THWとの関係は、図１３にてグラフにより表されたテーブルに示すとおりである。このように、隙間内保持率Pmの値は、内燃機関１０の冷却水温THWが低いほど小さくなる。これは、冷却水温THWが低いほど上記シリンダ-ピストン間の隙間が大きくなることに基く。従って、例えば、内燃機関１０が完全暖機前の状態にあるときは、冷却水温THWが低いので隙間内保持率Pmが小さい値となってクランクケース２１ｂ内に漏出する液滴燃料量が増大する。
【０１０３】
また、上記隙間から一吸気行程あたりにクランクケース２１ｂ内に漏出する液滴燃料の量である漏出液滴燃料量fbi(k)は下記数２４により表すことができる。
【０１０４】
【数２４】
fbi(k)＝(1-Pm)・fo(k)
【０１０５】
この漏出液滴燃料量fbi(k)の液滴燃料はクランクケース２１ｂ（オイルパン）内に貯留されている貯留エンジンオイルに混入する。また、貯留エンジンオイルに混入した液滴燃料の一部は、貯留エンジンオイル等の熱により気化して同貯留エンジンオイルから離脱する。従って、fbをクランクケース２１ｂ内の貯留エンジンオイルに既に混入している貯留オイル内液滴燃料量、fboを貯留エンジンオイルから一吸気行程あたりに気化して同貯留エンジンオイルから離脱する気化燃料量とすると、今回貯留エンジンオイルに新たに混入する液滴燃料量は上記漏出液滴燃料量fbi(k)であり、今回貯留エンジンオイルから気化して同貯留エンジンオイルから離脱する燃料量は気化燃料量fbo(k)であるから、貯留オイル内液滴燃料量fb(k+1)について下記数２５が成立する。
【０１０６】
【数２５】
fb(k+1)＝fb(k)＋fbi(k)-fbo(k)
【０１０７】
ここで、上記気化燃料量fbo(k)は、冷却水温THW、及び貯留エンジンオイル中の燃料濃度d(k)に応じて変化する値であって、関数gを用いて下記数２６により表すことができる。燃料濃度d(k)は、下記数２７により表すことができる。
【０１０８】
【数２６】
fbo(k)＝g(THW,d(k))
【０１０９】
【数２７】
d(k)＝fb(k)/Voil
【０１１０】
上記数２６において、関数gは、冷却水温THWが高いほど、また上記燃料濃度d(k)が高いほど大きい値をとる関数である。また、上記数２７において、Voilはクランクケース２１ｂ（オイルパン）内に貯留されている貯留エンジンオイルの量である。上記数２７を利用して燃料濃度d(k)を演算する手段が、燃料濃度取得手段に相当する。
【０１１１】
上記数２６により表される気化燃料量fbo(k)の気化燃料は、所定の関係に基いて還元用通路４５を介して燃焼室２５内に再流入することで燃焼室２５内における燃焼に使用される。ここで、fcrを気化燃料量fbo(k)の気化燃料から一吸気行程あたりに燃焼室２５内に再流入する燃焼室内再流入燃料量とすると、燃焼室内再流入燃料量fcr(k)は、上記気化燃料量fbo(k)，先に説明した数３に基く吸気弁閉時の吸気管圧力PMFWD,及びエンジン回転速度Neに応じて変化する値であって、関数hを用いて下記数２８により表すことができる。上記数２３〜上記数２７、及び下記数２８は、燃焼室内再流入モデルを記述したものであって、これらの演算を行う手段が再流入燃料量推定手段に相当する。
【０１１２】
【数２８】
fcr(k)＝h(fbo(k),PMFWD,Ne)
【０１１３】
<燃料噴射量fiの決定方法>
次に、一吸気行程あたりにインジェクタ３９から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量fiの決定方法について説明する。上述したように、一吸気行程あたりに燃焼室２５内において燃焼に使用し得る燃焼燃料量fcb(k)は、上記数２１により表される燃料量fcb1と、上記数２２により表される液滴燃料量fcb2と、上記数２８により表される燃焼室内再流入燃料量fcr(k)との合計量であるから、下記数２９により表すことができる。
【０１１４】
【数２９】
fcb(k)＝fcb1+fcb2+fcr(k)＝(1-C)・fc(k)+(1-Rm)・ffl(k)+fcr(k)
【０１１５】
ここで、上記数２９及び数１９からffl(k)を消去した後に得られる式を変形すると、下記数３０を得ることができる。また、上記数１８を変形すると、下記数３１を得ることができる。
【０１１６】
【数３０】
fc(k)＝(fcb(k)-fcr(k))/(1-Rm・C)
【０１１７】
【数３１】
fi(k)＝(fc(k)-(1-Pp)・fw(k))/(1-Rp)
【０１１８】
上記数３１の計算に必要な燃焼付着量fw(k)は上記数１７から順次求めることができ、上記数３１の計算に必要な燃焼室内流入燃料量fc(k)は、上記数３０の燃焼室内流入燃料量fc(k)から得ることができる。また、上記数３０の計算に必要な燃焼室内再流入燃料量fcr(k)は上記数２８等から順次求めることができる。従って、上記数３０の燃焼燃料量fcb(k)を上記数１又は数２により求められる筒内吸入空気量に基づく要求燃料噴射量fcbと置くことにより、上記数３０及び上記数３１に基いて燃料噴射量fi(k)を決定することができる。このように、数３０及び数３１を利用して燃料噴射量fi(k)を演算する手段が、燃料噴射量決定手段を構成する。以上のようにして、燃料噴射量fiが、隙間内混入燃料量fmix、燃料付着量fw、及び燃焼室内再流入燃料量fcrに基いて決定される。
【０１１９】
（燃料噴射時期制御）
次に、本燃料噴射量制御装置が行う燃料噴射時期制御について説明する。先に説明したように、例えば、完全暖機前の状態において燃焼室２５内の液滴燃料が多量にクランクケース２１ｂ内へ漏出して同クランクケース２１ｂ内に貯留されている貯留エンジンオイルに混入すると、同貯留エンジンオイルが混入した液滴燃料により希釈化されてその潤滑作用が低下し、内燃機関１０の運転が円滑に継続できなくなる事態が発生し得る。
【０１２０】
そこで、本装置は、上記数２７により得られる燃料濃度d(k)の値に着目し、同燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1未満となっているとき、貯留エンジンオイルが正常な状態にあると判定し、吸気行程を迎える特定気筒に対する最適な噴射時期毎に、即ち、同特定気筒のクランク角がその気筒の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の角度（例えば、BTDC９０°）になる度に、同特定気筒に対するインジェクタ３９から今回の上記燃料噴射量fi(k)の燃料を噴射する。
【０１２１】
また、本装置は、燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1以上であって、且つ第１閾値dth1より大きい第２閾値dth2未満となっているとき、貯留エンジンオイルの希釈化が或る程度進行していると判定し、エンジン回転速度Neと、内燃機関１０の運転状態に応じて別途定められる吸気弁３２の開閉タイミング（進角量）VT等に基づいて吸気行程を迎える特定気筒に対する吸気弁閉時を算出し、同特定気筒に対する吸気弁閉時毎に同特定気筒に対するインジェクタ３９から今回の上記燃料噴射量fi(k)の燃料を噴射する。このように、吸気弁閉時毎に燃料を噴射する特定処理を行う手段が、特定処理実行手段を構成する。
【０１２２】
これにより、噴射された燃料は、次の吸気弁開時まで吸気弁３２近傍の吸気管４１内に保持されて同吸気管４１等の熱により十分に気化した後、次の吸気弁開時に燃焼室２５内に流入するようになる。従って、燃焼室２５内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合（液滴燃料割合C）が減少し、貯留エンジンオイル中の燃料濃度d(k)が過度に増大することが防止され得る。
【０１２３】
さらに、本装置は、燃料濃度d(k)の値が第２閾値dth2以上となっているとき、貯留エンジンオイルの希釈化が相当程度進行していて内燃機関１０の継続運転が困難であると判定し、燃料噴射を中止して機関を強制的に停止させる。
【０１２４】
（実際の作動）
以下、上記内燃機関の燃料噴射量制御装置の実際の作動について、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）をフローチャートにより示した図１４〜図１７を参照しながら説明する。
【０１２５】
（スロットルバルブ制御）
ＣＰＵ７１は、図１４のスロットルバルブ制御ルーチンの処理を所定時間（２msec）の経過毎にステップ１４００から開始し、ステップ１４０５に進んでアクセルペダル操作量Accpを読み込む。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１４１０に進み、同ステップ１４１０にて図８と同じテーブルを用いることにより上記読み込んだアクセルペダル操作量Accpに基づく暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１を求める。
【０１２６】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１４１５に進んで変数Ｉを「６４」に設定し、続くステップ１４２０にて記憶値θｒ（Ｉ）にθｒ（Ｉ−２）の値を格納する。現時点では、変数Ｉは「６４」であるから、記憶値θｒ（６４）に記憶値θｒ（６２）の値が格納される。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１４２５に進み、変数Ｉが「２」と等しくなったか否かを判定する。この場合、変数Ｉの値は「６４」であるから、ＣＰＵ７１はステップ１４２５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１４３０に進み、同ステップ１４３０にて変数Ｉの値を「２」だけ減少し、その後上記ステップ１４２０に戻る。この結果、ステップ１４２０が実行されると、記憶値θｒ（６２）に記憶値θｒ（６０）の値が格納される。このような処理は、変数Ｉの値が「２」となるまで繰り返し実行される。
【０１２７】
その後、ステップ１４３０の処理が繰り返されて変数Ｉの値が「２」となると、ＣＰＵ７１はステップ１４２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１４３５に進み、同ステップ１４３５にて前記ステップ１４１０にて求めた現時点における暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ１を記憶値θｒ（０）に格納する。以上により、現時点からＩmsec前（０msec≦Ｉmsec≦６４msec）の暫定的な目標スロットルバルブ開度θｒ（Ｉ）(Ｉ＝６４，６２，・・・，４，２，０）がＲＡＭ７３内に記憶されることになる。
【０１２８】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１４４０に進み、同ステップ１４４０にて記憶値θｒ（６４）を最終的な目標スロットルバルブ開度θｒとして設定し、続くステップ１４４５にて実際のスロットルバルブ開度が目標スロットルバルブ開度θｒと等しくなるように、スロットルバルブアクチュエータ４３ａに対し駆動信号を出力し、その後ステップ１４９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【０１２９】
以降においても、上記ルーチンの処理は２msecの経過毎に実行される。この結果、実際のスロットルバルブ開度が、６４msec前のアクセルペダル操作量Accpに基づく目標スロットルバルブ開度θｒと等しくなるように制御される。これにより、上記電子制御スロットルモデルＭ１による吸気弁閉時のスロットルバルブ開度TASの推定が可能となる。
【０１３０】
（吸気弁開閉タイミング制御、及びＳＣＶ開度制御）
ＣＰＵ７１は、図１５の吸気弁開閉タイミング・ＳＣＶ開度制御ルーチンを所定時間（例えば、２msec）の経過毎にステップ１５００から開始し、ステップ１５０５に進んクランクポジションセンサ６７の出力に基づくエンジン回転速度Neを読み込むとともに、ステップ１５１０にて前述した筒内吸入空気量に相当する値KLFWD（即ち、エンジン負荷）を読込む。なお、筒内吸入空気量に相当する値KLFWDは、所定時間毎に繰り返し実行される前述した図７に示した各モデルに従う図示しないルーチンにより求められている。
【０１３１】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１５１５に進み、同ステップ１５１５内に示したテーブルと上記読み込んだエンジン回転速度Ne及び筒内吸入空気量相当値KLFWDとに基づいて吸気弁の開閉タイミング（進角量）VTを決定し、続くステップ１５２０にて実際の進角量が前記決定した進角量VTとなるように、アクチュエータ３３ａに駆動信号を出力する。なお、ステップ１５１５に示したテーブルにおいては、VT1,VT2,VT3の順に進角量が大きくなるように設定されている。
【０１３２】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１５２５に進んで、同ステップ１５２５内に示したテーブルと上記読み込んだエンジン回転速度Ne及び筒内吸入空気量相当値KLFWDとに基づいて目標SCV開度θivrを決定し、続くステップ１５３０にて実際のSCV開度が前記決定した目標SCV開度θivrとなるように、アクチュエータ４４ａに駆動信号を出力した後、ステップ１５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ステップ１５２５に示したテーブルにおいては、θ1,θ2,θ3の順に値が大きくなるように設定されている。
【０１３３】
以降においても、上記処理は２msecの経過毎に実行される。この結果、実際の吸気弁開閉タイミングの進角量と実際のSCV開度が、エンジン回転速度Neと筒内吸入空気量相当値KLFWDに応じた値に変更される。
【０１３４】
（燃料噴射量fiの決定）
ＣＰＵ７１は、特定気筒のクランク角が、その気筒の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の角度（例えば、BTDC９０°）になると、図１６の燃料噴射量fi決定ルーチンの処理をステップ１６００から開始してステップ１６０５に進み、同ステップ１６０５にて、図７に示したモデルに従って別途計算されている上記吸気弁閉時の筒内吸入空気量に相当する値KLFWDと、上記数１とに従って今回の要求燃焼燃料量fcb(k)を算出する。
【０１３５】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６１０に進んで、SCV開度センサ６５が検出するSCV開度θiv、クランクポジションセンサ６７の出力に基づくエンジン回転速度Ne、水温センサ６８が検出する冷却水温THW、吸気弁開閉タイミング（進角量）VT、及び上記筒内吸入空気量相当値KLFWDを推定する際に求めた吸気管圧力Pm（PMFWD)等のパラメータ（以下、このパラメータを「引数パラメータ」と称呼する。）を読み込む。
【０１３６】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１６１５に進んで、上記引数パラメータと吸気通路付着率Rpとの関係を規定する予めＲＯＭ７２に記憶したテーブル（関数fr）と、上記ステップ１６１０にて読み込んだ引数パラメータとに基づき、現時点での吸気通路付着率Rpを決定し、上記引数パラメータと吸気通路残留率Ppとの関係を規定する予めＲＯＭ７２に記憶したテーブル（関数fp）と、上記ステップ１６１０にて読み込んだ引数パラメータとに基づき、現時点での吸気通路残留率Ppを決定するとともに、上述した図１１のテーブルと、上記ステップ１６１０にて読み込んだ冷却水温THWとに基き、現時点での液滴燃料割合Cを決定し、上述した図１２のテーブルと、上記ステップ１６１０にて読み込んだエンジン回転速度Neとに基き、現時点での隙間内混入率Rmを決定するとともに、上述した図１３のテーブルと、上記ステップ１６１０にて読み込んだ冷却水温THWとに基き、現時点での隙間内保持率Pmを決定する。
【０１３７】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６２０に進み、前回の本ルーチンの実行終了時点において後述するステップ１６６５，１６７０にて更新されている今回の貯留オイル内液滴燃料量fb(k)の値と、上記数２７とに従って今回の燃料濃度d(k)を算出する。次に、ＣＰＵ７１はステップ１６２５に進んで、上記ステップ１６２０にて算出した今回の燃料濃度d(k)の値と、上記ステップ１６１０にて読み込んだ冷却水温THWと、上記数２６とに従って今回の気化燃料量fbo(k)を算出する。
【０１３８】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６３０に進んで、上記ステップ１６２５にて算出した今回の気化燃料量fbo(k)と、上記ステップ１６１０にて読み込んだ吸気管圧力PMFWD及びエンジン回転速度Neと、上記数２８とに従って今回の燃焼室内再流入燃料量fcr(k)を算出する。
【０１３９】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１６３５に進み、上記ステップ１６０５にて算出した今回の要求燃焼燃料量fcb(k)と、上記ステップ１６３０にて算出した今回の燃焼室内再流入燃料量fcr(k)と、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での液滴燃料割合C及び隙間内混入率Rmと、上記数３０とに従って今回の燃焼室内流入燃料量fc(k)を算出する。
【０１４０】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６４０に進んで、上記ステップ１６３５にて算出した今回の燃焼室内流入燃料量fc(k)と、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での吸気通路付着率Rp及び現時点での吸気通路残留率Ppと、前回の本ルーチンの実行終了時点において後述するステップ１６５５，１６７０にて更新されている今回の燃料付着量fw(k)と、上記数３１とに従って今回の燃料噴射量fi(k)を算出する。
【０１４１】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１６４５に進み、上記ステップ１６３５にて算出した今回の燃焼室内流入燃料量fc(k)と、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での液滴燃料割合Cと、上記数１９とに従って今回の液滴燃料量ffl(k)を算出するとともに、続くステップ１６５０にて、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での隙間内保持率Pmと、前回の本ルーチンの実行終了時点において後述するステップ１６６０，１６７０にて更新されている今回の隙間内残存液滴燃料量fo(k)と、上記数２４とに従って今回の漏出液滴燃料量fbi(k)を算出する。
【０１４２】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ１６５５に進んで、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での吸気通路付着率Rp及び現時点での吸気通路残留率Ppと、上記ステップ１６４０にて使用した今回の燃料付着量fw(k)と、同ステップ１６４０にて算出した今回の燃料噴射量fi(k)と、上記数１７とに従って次回の燃料付着率fw(k+1)を算出する。
【０１４３】
同様に、ＣＰＵ７１はステップ１６６０に進み、上記ステップ１６１５にて決定した現時点での隙間内混入率Rm及び現時点での隙間内保持率Pmと、上記ステップ１６５０にて使用した今回の隙間内残存液滴燃料量fo(k)と、上記ステップ１６４５にて算出した今回の液滴燃料量ffl(k)と、上記数２０及び上記数２３とに従って次回の隙間内残存液滴燃料量fo(k+1)を算出する。
【０１４４】
さらに、ＣＰＵ７１はステップ１６６５に進んで、上記ステップ１６２０にて使用した今回の貯留オイル内液滴燃料量fb(k)と、上記ステップ１６５０にて算出した今回の漏出液滴燃料量fbi(k)と、上記ステップ１６２５にて算出した今回の気化燃料量fbo(k)と、上記数２５とに従って次回の貯留オイル内液滴燃料量fb(k+1)を算出する。
【０１４５】
そして、ＣＰＵ７１はステップ１６７０に進み、燃料付着量fw(k+1)を次回の演算のために燃料付着量fw(k)に置き換え、隙間内残存液滴燃料量fo(k+1)を次回の演算のために隙間内残存液滴燃料量fo(k)に置き換えるとともに、貯留オイル内液滴燃料量fb(k+1)を次回の演算のために貯留オイル内液滴燃料量fb(k)に置き換えた後、ステップ１６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このようにして、燃料噴射量fiが、隙間内混入燃料量fmix、燃料付着量fw、及び燃焼室内再流入燃料量fcrに基いて決定される。
【０１４６】
（燃料噴射制御）
ＣＰＵ７１は、図１６のルーチンの処理が終了した直後に継続して図１７の燃料噴射制御ルーチンの処理をステップ１７００から開始してステップ１７０５に進み、図１６のステップ１６２０にて算出した燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1未満であるか否かを判定し、燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1未満であれば、ステップ１７０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７１０に進んで、図１６のステップ１６４０にて算出した今回の燃料噴射量fi(k)の燃料を直ちに噴射するように前記特定気筒に対するインジェクタ３９に駆動信号を送出し、ステップ１７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、前記特定気筒のクランク角がその気筒の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の角度（例えば、BTDC９０°）になる度に、同特定気筒に対するインジェクタ３９から今回の上記燃料噴射量fi(k)の燃料が噴射される。
【０１４７】
一方、ステップ１７０５の判定時において、燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1以上であれば、ＣＰＵ７１はステップ１７０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１７１５に進んで、燃料濃度d(k)の値が第２閾値dth2未満であるか否かを判定する。ここで、燃料濃度d(k)の値が第２閾値dth2未満（即ち、燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1以上第２閾値dth2未満）であれば、ＣＰＵ７１はステップ１７１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１７２０に進み、図１６のステップ１６４０にて算出した今回の燃料噴射量fi(k)の燃料を吸気弁閉時において噴射するように前記特定気筒に対するインジェクタ３９に駆動信号を送出し、ステップ１７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。なお、ＣＰＵ７１はこのステップ１７２０を実行したときは、燃焼室２５内に流入する燃料の液滴燃料割合Cが小さくなるので、次回の図１６のルーチン実行時における液滴燃料割合Cの値を、ステップ１６１５にて図１１に表されるテーブルに基いて決定される値の代わりに小さい所定の一定値として設定する。
【０１４８】
また、ステップ１７１５の判定時において、燃料濃度d(k)の値が第２閾値dth2以上であれば、ＣＰＵ７１はステップ１７１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１７２５に進み、各インジェクタ３９に対して燃料噴射のための駆動信号を送出しない機関停止処理を実行する。これにより、内燃機関１０は強制的に停止せしめられる。なお、ＣＰＵ７１は、他の気筒に対しても、図１６及び図１７のルーチンと同様なルーチンを同様なタイミングで実行する。
【０１４９】
以上説明したように、本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置の実施形態によれば、吸気通路構成部材への燃料付着量fw、シリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する隙間内混入燃料量fmix、及び燃焼室２５内から上記隙間を介してクランクケース２１ｂ内に漏出した液滴燃料が気化することで還元用通路４５を介して燃焼室２５内に再流入する量である燃焼室内再流入燃料量fcrに基いて、燃焼室２５内にて燃焼に使用し得る燃焼燃料量fcbを算出することによりインジェクタ３９から噴射される燃料噴射量fiが決定されるので、機関が完全暖機前の状態及び完全暖機後の状態のいずれにあっても、燃料噴射量fiが適正な量になるように決定でき、機関の空燃比を狙いとする空燃比に調整することが可能となった。
【０１５０】
また、クランクケース２１ｂ内の貯留エンジンオイル中の液滴燃料濃度d(k)が第１閾値dth1以上（且つ、第２閾値未満）となったときは、燃料噴射時期が吸気弁閉時になるように設定されるので、液滴状態の燃料の燃焼室２５内への流入量が減少する。その結果、貯留エンジンオイル中の燃料濃度d(k)が過度に増大することを防止でき、同貯留エンジンオイルが混入した液滴燃料により過度に希釈化されることを防止できるので、機関の運転が円滑に継続できなくなる事態の発生を効果的に防止できた。
【０１５１】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、液滴燃料割合Cの値及び隙間内保持率Pmの値は、それぞれ冷却水温THWに応じて変更される値となっていたが、一定値としてもよい。また、隙間内混入率Rmの値も、エンジン回転速度Neに応じて変更される値となっていたが、一定値としてもよい。
【０１５２】
また、上記実施形態においては、貯留エンジンオイルから一吸気行程あたりに気化して同貯留エンジンオイルから離脱する気化燃料量fboを冷却水温THWの関数としていたが、エンジンオイルの温度を取得する油温取得手段を備える場合には、気化燃料量fboを冷却水温THWの代わりにエンジンオイルの温度の関数としてもよい。
【０１５３】
また、上記実施形態においては、貯留エンジンオイル中の燃料濃度d(k)の値が第１閾値dth1以上第２閾値dth2未満であるとき、吸気弁閉時に燃料を噴射するように燃料噴射時期を設定したが、燃料噴射手段（インジェクタ３９）を加熱して噴射される燃料の気化を促進する処理、又は燃料噴射手段に加わる燃料圧力を高圧にして噴射される燃料の微粒子化（霧化）を促進する処理を実行するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置を火花点火式多気筒内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。
【図２】 図１に示した特定の気筒の燃焼室、及び同燃焼室の近傍部分を概念的に示した平面図である。
【図３】 図１に示したエアフローメータの概略斜視図である。
【図４】 図３に示したエアフローメータの熱線計量部の拡大斜視図である。
【図５】 図１に示したＣＰＵが参照するエアフローメータの出力と吸入空気量（吸入空気流量）との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図６】 吸気弁閉時の吸気管圧力を予測する方法を説明するために、スロットルバルブ開度の変化と各種のモデルにより計算される吸気管圧力の変化を示したタイムチャートである。
【図７】 図１に示した制御装置が吸気弁閉時の筒内吸入空気量に相当する値を推定するために採用した各種モデルの接続関係を示す機能ブロック図である。
【図８】 図１に示したＣＰＵが参照するアクセルペダル操作量と目標スロットルバルブ開度との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図９】 図１に示したＣＰＵが参照する応答放熱量の和とエアフローメータが出力するであろう値に基づくスロットル通過空気量との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図１０】 図１に示したインジェクタから噴射された燃料量、吸気通路を構成する部材への燃料付着量、燃焼室内に流入する燃料室内流入燃料量、シリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する隙間内混入燃料量、還元用通路を介して燃焼室内に再流入する量である燃焼室内再流入燃料量、及び燃焼室内における燃焼に使用し得る燃焼燃焼量の関係を説明するための図である。
【図１１】 図１に示したＣＰＵが参照する冷却水温と燃焼室内に流入した燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合（液滴燃料割合）との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図１２】 図１に示したＣＰＵが参照するエンジン回転速度と燃焼室内に流入した液滴燃料のうちシリンダ-ピストン間の隙間に介在するエンジンオイルに混入する液滴燃料の割合（隙間内混入率）との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図１３】 図１に示したＣＰＵが参照する冷却水温とシリンダ-ピストン間の隙間内に残存している液滴燃料のうちクランクケース内に漏出せず同隙間内に保持されている液滴燃料の割合（隙間内保持率）との関係を規定したテーブルを表したグラフである。
【図１４】 図１に示したＣＰＵがスロットルバルブ開度を制御するために実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】 図１に示したＣＰＵが、吸気弁開閉タイミング、及びＳＣＶ開度を制御するために実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１６】 図１に示したＣＰＵが燃料噴射量を決定するために実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１７】 図１に示したＣＰＵが燃料噴射を行うために実行するルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
１０…火花点火式多気筒内燃機関、２０…シリンダブロック部、２１…シリンダブロック、２１ａ…シリンダ、２１ｂ…クランクケース、２２…ピストン、２５…燃焼室、３１…吸気ポート、３２…吸気弁、３３…可変吸気タイミング装置、３９…インジェクタ、４１…吸気管、４３…スロットルバルブ、４４…スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）、４５…還元用通路、６７…クランクポジションセンサ、６８…水温センサ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ。
Claims (4)
- 固定部材と、同固定部材内において同固定部材に対し潤滑剤が介在する所定の隙間を介して周期的に移動する移動部材とを備え、少なくとも同固定部材と同移動部材とにより燃焼室を形成するとともに、前記燃焼室内から前記所定の隙間を介して前記潤滑剤を貯留する貯留室内に漏出した燃料のうちの気化燃料を同燃焼室に再流入させるための還元用通路を備えた内燃機関、に適用される内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記燃焼室に向けて燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記燃焼室内から前記所定の隙間に介在する潤滑剤に混入して同燃焼室内における燃焼に使用されない燃料の量を隙間内混入燃料量として推定する隙間内混入燃料量推定手段と、
前記還元用通路を介して前記燃焼室内に再流入する前記気化燃料の量を燃焼室内再流入燃料量として推定する再流入燃料量推定手段と、
少なくとも前記推定された隙間内混入燃料量と、前記推定された燃焼室内再流入燃料量と、に基いて前記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置。 - 前記隙間内混入燃料量推定手段は、
前記燃焼室内に流入した燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を表す液滴燃料割合と、
前記液滴の状態となっている燃料のうち前記所定の隙間に介在する潤滑剤に混入する燃料の割合を表す隙間内混入率と、
を用いて前記隙間内混入燃料量を推定するように構成された請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。 - 前記燃料噴射手段は、前記燃焼室に接続された吸気通路内に燃料を噴射するように構成され、
前記吸気通路を構成する部材への燃料付着量を推定する燃料付着量推定手段を備え、
前記燃料噴射量決定手段は、さらに前記推定された吸気通路構成部材への燃料付着量に基いて前記燃料噴射手段から噴射される燃料噴射量を決定するように構成された請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。 - 前記潤滑剤を貯留する貯留室内に貯留されている潤滑剤中に混入している前記燃焼室内から前記所定の隙間を介して漏出した燃料の燃料濃度を取得する燃料濃度取得手段と、
前記燃料濃度が所定値以上のとき、前記燃焼室内に流入する燃料のうち液滴の状態となっている燃料の割合を減少させるための特定処理を行う特定処理実行手段と、
を備えた請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
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